對氮素去除的影響
適度厚度生物膜：有利于實現(xiàn)同步硝化反硝化。生物膜表面的好氧環(huán)境適合氨氧化細菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，而在生物膜內(nèi)部的缺氧環(huán)境中，反硝化細菌可將硝酸鹽還原為氮氣，從而達到較好的脫氮效果。
生物膜過厚：會使內(nèi)部缺氧區(qū)域擴大，好氧硝化區(qū)域相對縮小，導(dǎo)致硝化反應(yīng)不完全，氨氮去除率下降。同時，過厚的生物膜可能會使反硝化過程中產(chǎn)生的氮氣難以排出，在生物膜內(nèi)形成氣泡，影響生物膜結(jié)構(gòu)和微生物的代謝活動，進而降低反硝化效率。
生物膜過薄：由于缺乏足夠的缺氧區(qū)域，反硝化作用受限，無法將硝化產(chǎn)生的硝酸鹽完全還原，導(dǎo)致總氮去除效果不理想。
對磷去除的影響
對磷去除的影響
適度厚度生物膜：聚磷菌在生物膜中能夠較好地生長和代謝。在好氧條件下，聚磷菌過量攝取污水中的磷并儲存于細胞內(nèi)，通過排放剩余污泥可實現(xiàn)除磷。此時生物膜的結(jié)構(gòu)和微生物群落有利于聚磷菌的生存和發(fā)揮作用，磷的去除效果較好。
生物膜過厚：會使生物膜內(nèi)部的傳質(zhì)受限，好氧區(qū)域的溶解氧難以到達深層，影響聚磷菌在好氧條件下對磷的攝取。同時，過厚的生物膜可能導(dǎo)致污泥停留時間延長，聚磷菌在厭氧環(huán)境下釋磷后，無法及時在好氧環(huán)境中過量吸磷，從而降低除磷效果。
生物膜過?。何⑸锪可伲哿拙鷶?shù)量也相對不足，對磷的攝取能力有限，無法有效去除污水中的磷，導(dǎo)致出水磷含量超標。
工藝應(yīng)用
污水處理廠提標改造：可強化脫氮除磷效果，使出水水質(zhì)達到更高的標準。
解決低溫氨氮超標：在冬季低溫條件下，仍能保持較好的氨氮去除效果，解決部分地區(qū)冬季污水處理中氨氮超標的問題。
污水處理廠擴容改造：高可擴容 3 倍，在不大量增加占地面積的情況下，提高污水處理廠的處理能力。
高濃度難降解廢水處理：對于高濃度、有毒、難降解的有機物具有較好的處理效果，可應(yīng)用于工業(yè)廢水處理領(lǐng)域。
農(nóng)村污水處理：適用于農(nóng)村污水處理的一體化設(shè)備、凈化槽等，是降低分散生活污水處理成本的有效方法。
工藝條件
曝氣方式：不同的曝氣方式會影響填料的流化狀態(tài)和與污水的混合效果。如果采用微孔曝氣，曝氣均勻且氣泡小，對填料的流化作用相對溫和，可選擇密度較輕、容易流化的聚乙烯或聚丙烯填料；如果是采用穿孔曝氣管等曝氣方式，曝氣強度較大，應(yīng)選擇機械強度高、耐磨損的填料，如陶瓷填料或改性后的聚丙烯填料。
反應(yīng)器類型：不同類型的 MBBR 反應(yīng)器對填料的適應(yīng)性也不同。例如，在推流式反應(yīng)器中，填料的流動性和在水流方向上的分布均勻性很重要，可選擇形狀規(guī)則、流動性好的聚乙烯或聚丙烯填料；在完全混合式反應(yīng)器中，填料更容易處于均勻的混合狀態(tài)，對填料的形狀和流動性要求相對較低，各種填料都有較好的適應(yīng)性，但仍需考慮填料與反應(yīng)器的尺寸匹配等因素。
無需污泥回流：與傳統(tǒng)的活性污泥法不同，MBBR 工藝中懸浮填料在反應(yīng)器內(nèi)處于流化狀態(tài)，微生物隨著填料一起流動，無需設(shè)置的污泥回流系統(tǒng)來維持反應(yīng)器內(nèi)的微生物量。這不僅簡化了工藝流程，降低了設(shè)備投資和運行成本，還減少了因污泥回流帶來的能源消耗和管理難度。
污泥產(chǎn)量低：在 MBBR 工藝中，微生物附著在填料上形成生物膜，生物膜內(nèi)部存在著缺氧和好氧區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)同步硝化反硝化等過程，使得有機物的分解更加，微生物的代謝產(chǎn)物相對較少，從而減少了剩余污泥的產(chǎn)量。一般情況下，MBBR 工藝的污泥產(chǎn)量比傳統(tǒng)活性污泥法低 20% - 30%，降低了污泥處理和處置的成本。
調(diào)節(jié)曝氣參數(shù)
控制曝氣量：曝氣量會影響溶解氧濃度和氣泡對生物膜的沖刷作用。溶解氧過高，微生物代謝旺盛，生物膜生長過快；溶解氧過低，微生物活性受抑制，不利于生物膜的正常生長。同時，合適的曝氣量產(chǎn)生的氣泡沖刷作用可促使老化生物膜脫落。需根據(jù)污水的性質(zhì)和微生物的需求，通過曝氣設(shè)備控制曝氣量，使反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度保持在 2 - 4mg/L 左右。
優(yōu)化曝氣方式：采用間歇曝氣或脈沖曝氣等方式，可在一定程度上控制生物膜的生長。間歇曝氣可以使反應(yīng)器內(nèi)交替出現(xiàn)好氧和缺氧環(huán)境，有利于不同功能微生物的生長和代謝，同時在曝氣停止期間，水流剪切力減小，生物膜有一定的穩(wěn)定生長時間；脈沖曝氣則是通過周期性地改變曝氣量，產(chǎn)生較強的水力沖擊，促使生物膜表面老化部分脫落。
運行 MBBR 工藝需要多種設(shè)備，主要包括反應(yīng)器、曝氣設(shè)備、攪拌設(shè)備等，以下是具體介紹：
反應(yīng)器：是 MBBR 工藝的核心設(shè)備，污水在反應(yīng)器內(nèi)與懸浮填料充分接觸，微生物在填料上生長形成生物膜，對污水中的污染物進行處理。反應(yīng)器的設(shè)計需要考慮水流狀態(tài)、填料的流化效果、污泥的沉淀性能等因素，以工藝的運行。
曝氣設(shè)備：用于向反應(yīng)器內(nèi)提供氧氣，滿足微生物的好氧呼吸需求，同時使懸浮填料處于流化狀態(tài)，促進污水、空氣和填料的充分混合。常見的曝氣設(shè)備有曝氣風機、微孔曝氣器、穿孔曝氣管等。
攪拌設(shè)備：輔助曝氣系統(tǒng)使填料在反應(yīng)器內(nèi)均勻分布，防止填料堆積，強化污水與填料的接觸，提高傳質(zhì)效率。攪拌設(shè)備通常采用潛水攪拌機或推進式攪拌機，其攪拌強度和轉(zhuǎn)速可根據(jù)反應(yīng)器的大小和工藝要求進行調(diào)整。
選擇適合的 MBBR 工藝懸浮填料，需要考慮污水水質(zhì)、處理目標、工藝條件等多個因素，以下是具體的考慮要點：
污水水質(zhì)
有機物濃度：對于高濃度有機廢水，可選擇比表面積大、吸附性能強的填料，如聚氨酯海綿填料或陶瓷填料，有助于微生物大量附著和對有機物的吸附降解；對于低濃度有機廢水，聚乙烯或聚丙烯填料通常就能滿足要求。
污水成分：若污水中含有重金屬離子、難降解有機物等特殊污染物，陶瓷填料或聚氨酯海綿填料可能更為合適，其表面特性和微生物附著情況有利于對這些特殊污染物的去除；如果污水中含有較多的懸浮固體顆粒，應(yīng)選擇不易堵塞、孔隙率較大的填料，如大孔隙的聚乙烯或聚丙烯填料。
除了前面提到的影響外，生物膜厚度對 MBBR 工藝處理效果還有以下幾方面影響：
對微生物種群結(jié)構(gòu)的影響
厚度適宜：當生物膜厚度適宜時，從生物膜表面到內(nèi)部會形成有梯度的環(huán)境，包括好氧、缺氧和厭氧區(qū)域。這有利于不同種類的微生物生長，如好氧菌、厭氧菌和兼性厭氧菌等，形成復(fù)雜且穩(wěn)定的微生物生態(tài)系統(tǒng)，各種微生物相互協(xié)作，共同完成對污染物的降解和轉(zhuǎn)化，從而提高處理效果。
厚度過厚：生物膜過厚會導(dǎo)致內(nèi)部環(huán)境變化，使一些對環(huán)境要求較為苛刻的微生物生長受到抑制甚至死亡，從而破壞微生物種群結(jié)構(gòu)的平衡。例如，過厚的生物膜可能使內(nèi)部的好氧區(qū)域縮小，好氧微生物的生長空間受限，進而影響有機物的好氧降解和氨氮的硝化作用。
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