MBBR法在工业废水处理中的应用

范懋功
（中国航空工业规划设计研究院，北京100011）

　 摘要：采用流动床生物膜法（MBBR）处理食品、造纸、化工、炼油厂生产废水，在欧美已广泛应用。许多工程实例表明该法有很好的处理效果。文中介绍了MBBR法在欧美的应用情况。
　　关键词：MBBR法；流动床；生物膜；工业废水；废水处理；工程实例
　　中图分类号：X703.1　 文献标识码：B　 文章编号：1009－2455（2003）03－0009－03

1 MBBR法的特点

　　流动床生物膜法（Moving Bed Biofilm Reactor Process简称MBBR法）是生长生物膜的载体层在废水中不断流动的生物接触氧化法。载体是聚乙烯中空圆柱体，长5～7mm，直径10mm，内部有十字支撑，外部有翅片，密度0.95 g／cm²，空隙率88％，可供生物膜附着的比表面积约 400 m²／m³。这种载体的特殊形状使微生物在有保护的载体内表面生长而去除废水中的 BOD₅。 MBBR法先在北欧挪威和瑞典应用然后推广到欧美。笔者根据掌握的一些国外公司的资料，对MBBR法在国外的应用情况作以下介绍。此法具有下列特点：
　　①空间小：MBBR反应器能处理与普通氧化池相同的负荷但只要20％的空间。
　　②能扩容：由于MBBR法设计的灵活性，所提供的反应器以后扩容方便。
　　③操作管理简单：附着生长生物膜的载体在反应器内流动不需要活性污泥回流或循环反冲洗。
　　④不会堵塞：载体生物（Biomass）在紊流中不断脱落，避免堵塞。
　　⑤生物易恢复活力：生物在改变温度和pH值，超负荷或受毒害作用下也能很快恢复活力，使处理效果稳定。
　　⑥池型和构造与普通接触氧化池一样。为了防止载体流失，在出水口处安装格网。
　　⑦适宜用于改造工程：现有废水处理池或不用水池改成MBBR反应池最方便，安装维护简便。
　　⑧MBBR法的不足之处是载体价格比国内采用的组合填料或弹性填料贵，但该法优点所带来的经济效益足以补偿。

2 MBBR法的各种配置形式

　　MBBR法的灵活性使其能根据处理要求和空间大小而采用不同的配置方式，例如：
　　①当废水要求去除BOD。和脱氮时可在格栅和气浮池（或沉淀池）之间配置2个串联的MBBR反应器。
　　②用多个厌氧和好氧反应器串联使废水完全脱氮。厌氧池中装潜水搅拌机和载体。
　　③改造部分活性污泥地或其他水池使成为复合（HYBRID）生物处理法，增加处理容量。

3 工程实例

3.1 处理食品工业废水
3.1.1 奶制品厂废水

　　挪威KMT公司早在1989年已对奶制品厂废水进行小规模试验后，在挪威南部奥斯陆一奶制品厂建试验处理厂。废水水质：pH＝5～10，ρ（COD）＝3190 mg／L，ρ（BOD₅）＝1050 mg／L，总磷ρ（P）＝6.7 mg／L，总氮ρ（N）＝43 mg／L。处理流程：废水→第一反应器→第二反应器→沉淀池→排放。当反应器停留时间为7 h时，COD去除率为 85％，停留时间为8h时，COD去除率可达90％。当废水进水pH值达11时，经第一反应器生物处理后pH值下降到7左右。试验成功后该奶制品厂于1993年建成处理厂，处理冲洗容器产生的废水，废水量平均90 m³／d，最大125 m³／d。用泵把废水送到沉砂池再流入原有调节池，在池中进行预曝气。用2台潜水泵（1用1备）从调节池抽水经除油（脂肪）池流入3个串联的MBBR反应器，反应器的容积分别为33，16，16 m³，总容积 65 m³。池深 3.0 m。总停留时间为 17.3 h。载体填充率为容积的53％。反应器中用不锈钢多孔管布气系统，由2台450 m³／h的鼓风机供气。处理后废水排入城市污水管。处理厂1993年4月以后运行一直稳定，耗能量平均4.8 kw·h／kg（BOD₅）。处理结果见表l。

表1 奶制品废水处理结果 　 ρ（COD）/( mg·L^-1) ρ（BOD₅）/( mg·L^-1) 进水 2500 1264 出水 400 45 去除率/% 84 96.4

3.1.2 薯条厂废水
　　挪威一薯条厂废水处理采用MBBR法进行好氧处理。小部分废水先经厌氧预处理，大部分废水没有预处理。MBBR由3个串联的反应器组成。生物处理后的废水在进入最终沉淀池之前进行加药混凝。载体的比表面积为450m²／m³，填充率＞50％。测定结果见表2。

表2　 薯条生产废水处理结果 项目 进水COD负荷/ kg·d^-1 出水COD负荷/ kg·d^-1 去除率/% 进水ρ（COD）/ mg／L 出水ρ（COD）/ mg／L 1 443±140 20.3±10.8 95.3 1512±393 54.9±28.2 2 845±465 21.5±7.9 97.5 2394±1106 63.0±16.5

3.2 造纸工业废水

3.2.1 再生纸厂废水
　　美国某一新建再生纸厂，最大处理量为1325m³／d， BOD₅质量浓度为350mg／L。经过一系列的小规模试验后，安装2个串联的MBBR反应池，每池容积81.7m³，总池容为163.4 m³。载体填充率为60％，总用气量为1700m³／h。处理流程见图l。浮渣用压滤机脱水。此系统BOD₅去除率达95％。MBBR反应器后续气浮池出水排入附近河流。

3.2.2 铜板纸厂废水
　　瑞典北部 STORA PAPYRUS GRYCKSBD造纸厂生产铜版纸，1993年建MBBR法废水处理厂。设计流量3120 m³／d。废水的最高水温 37℃，ρ（SS）＝1500 mg/L。采用2个串联的MBBR反应器，每个反应器容积65m³，总容积130m³，水深3.4m，总停留时间= lh。载体填充率为67％。采用3台 780 m³／h鼓风机（2用1备），曝气耗电量0.1kw·h／kg（COD）。处理流程：废水进入集水池后经热交换器冷却到30～35℃，再用计量泵投加N，P后流入MBBR反应器进行生物处理，废水量约为80～100 m³／h，与100～200 m³／h的冷却水混合后加聚合氯化铝200 mg／L进行化学沉淀，处理水排入湖中。处理结果：进水COD和BOD₅的质量浓度分别为1000、326mg／L，处理后COD和 BOD₅的质量浓度分别为160、51 mg／L，出水总磷的质量浓度小于0.1mg／L。
3.3 化工废水
　　美国一化工废水处理厂扩建工程，用MBBR法代替老的滴滤池。新建MBBR废水设施占地面积仅为223 m²。MBBR出水直接流入纯氧活性污泥系统。处理流程见图2。

　

　　MBBR技术参数：设计流量20715m³／d，最高日流量32 700 m³／d，容积负荷12.5 kg（BOD₅）／（m³·d）。去除率大于60％。反应器数量2，处理池总容积2007m³。停留时间　 2.5h，载体填充率50%，需用空气量22 425 m³/h，由 3台鼓风机（2用1备）供应。每天可去除BOD₅16.360 kg，有机物的去降率大于60％。如果将来废水中有机物浓度增加还可增填30％的载体。
3.4 炼油厂废水
　　美国菲力普石油公司有一每天提炼11万桶原油的炼油厂，一每天9.5桶液化天然气分馏加工厂和一化工厂。废水排放量平均19684 m³／d，最高28388m³／d，原活性污泥法废水处理厂为适应有机负荷的增加和提高硝化能力进行改造。将原初沉池改为MBBR系统，在池中填加流动层载体，填充率30％，池容1927 m³，供气量15463m³／h。改造后的MBBR和原有的活性污泥处理系统组合成HYBRID系统。改造后的处理流程见图3。

　　1999年4月开始运行，处理结果见表3：

表3 炼油厂废水处理结果

测试项目 测试时间 1999-04 1999-05 1999-06 水量（m³·h^－1） 22483　　　　 23051 20288 原水 ρ（COD）/ mg／L 386 386 283 ρ（NH₃—N）/ mg／L 12.4 8.1 133 MBBR出水 ρ（COD）/ mg／L 157 133 100 砂滤出水 ρ（COD）/ mg／L 58 50 46 ρ（NH₃—N）/ mg／L 1.1 0.6 0.7

　　出水浊度从30～40NTU降低到小于15 NTU。用处理后水每天反冲洗滤池一次。该系统能去除80％的有机负荷。

4 结语

　　从上述工程实例可见，用MBBR法处理工业废水有突出的优点。MBBR可处理高浓度的废水，也特别适用于改造工程，可不加处理池提高处理容量；或与原有生物处理系统组合成HYBRID系统，改进处理效果。

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作者简介：范懋功（1927－），男，江苏吴江人，研究员，北京新外大街甲8号22－4—8号。