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。
生物膜過薄：微生物量少，聚磷菌數(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。
生物膜的厚度會影響 MBBR 工藝的能耗，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
曝氣能耗：生物膜厚度增加會使氧傳遞阻力增大。因為較厚的生物膜內(nèi)部存在缺氧區(qū)域，氧氣需要穿過更厚的生物膜層才能到達內(nèi)部的微生物，這就需要提高曝氣量來微生物的需氧量，從而增加了曝氣能耗。研究表明，當生物膜厚度從適宜狀態(tài)增加到過厚時，為維持相同的處理效果，曝氣量可能需要增加 20% - 50%，相應(yīng)的曝氣能耗也會顯著上升。
攪拌能耗：生物膜過厚可能導(dǎo)致懸浮填料的比重增加，流動性變差。為了填料在反應(yīng)器內(nèi)的均勻流化，需要增加攪拌強度或延長攪拌時間，這無疑會增加攪拌能耗。此外，攪拌強度的增加還可能導(dǎo)致生物膜表面的剪切力增大，促使生物膜脫落，雖然一定程度的脫落有利于控制生物膜厚度，但過度脫落會影響處理效果，需要在攪拌強度和生物膜穩(wěn)定性之間找到平衡。
水力輸送能耗：生物膜厚度影響反應(yīng)器內(nèi)的水力條件。過厚的生物膜會使反應(yīng)器內(nèi)的水流阻力增大，為了污水在反應(yīng)器內(nèi)的正常流動和水力停留時間，需要增加水泵的揚程或流量，從而增加了水力輸送能耗。特別是在處理高濃度有機廢水或生物膜生長較快的情況下，水力輸送能耗的增加更為明顯。
由此可見，生物膜厚度對 MBBR 工藝的能耗有著重要影響，在實際運行中，需要合理控制生物膜厚度，以降低能耗，實現(xiàn)工藝的節(jié)能運行。
聚氨酯（PU）海綿填料
特點：具有的孔隙率和比表面積，內(nèi)部呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能截留大量的微生物，微生物在其內(nèi)部生長繁殖形成豐富的生物群落。同時，該填料具有良好的彈性和壓縮回彈性，在曝氣和水流作用下不易變形和損壞。
應(yīng)用：在一些對處理效果要求較高的污水處理場景中應(yīng)用較多，如對污水進行深度處理或用于處理含有重金屬離子等特殊污染物的污水，能夠通過微生物的吸附和降解作用有效去除污染物。
陶瓷填料
特點：由無機材料制成，具有良好的化學穩(wěn)定性、耐高溫性和耐磨損性。其表面帶有一定的電荷，能與微生物細胞表面的電荷相互作用，促進微生物的附著。此外，陶瓷填料的孔徑分布均勻，有利于物質(zhì)的擴散和傳質(zhì)。
應(yīng)用：適用于一些對水質(zhì)要求較高、處理難度較大的工業(yè)廢水處理，如化工廢水、制藥廢水等，在高溫、高鹽等特殊工況下也能保持較好的處理效果。
不同的懸浮填料在材質(zhì)、結(jié)構(gòu)和性能上各有特點，在實際應(yīng)用中，需要根據(jù)污水的水質(zhì)、處理要求、工藝條件以及經(jīng)濟成本等因素綜合考慮，選擇合適的懸浮填料，以達到佳的污水處理效果。
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。
長期運行且缺乏維護時：MBBR 工藝長期運行過程中，如果缺乏有效的維護和管理，生物膜會逐漸積累變厚。隨著時間的推移，生物膜的老化、脫落等現(xiàn)象加劇，新老生物膜的更替失衡，會導(dǎo)致微生物活性下降，處理效果變差。此外，長期運行中工藝參數(shù)可能會出現(xiàn)波動，也會與生物膜厚度變化相互作用，進一步影響處理效果。例如，一些污水處理廠在長期運行過程中，由于沒有定期監(jiān)測和調(diào)整生物膜厚度，導(dǎo)致處理效果逐漸下降，出水水質(zhì)不達標。
工藝參數(shù)波動較大時：當 MBBR 工藝的關(guān)鍵參數(shù)如水溫、pH 值、溶解氧、水力停留時間等出現(xiàn)較大波動時，微生物的生長環(huán)境發(fā)生變化，生物膜的生長和代謝也會受到影響。在這種情況下，生物膜厚度的變化對處理效果的影響會被放大。例如，水溫突然降低，微生物活性降低，生物膜的生長速率也會下降，如果此時生物膜厚度較厚，可能會加劇內(nèi)部微生物的活性抑制，導(dǎo)致處理效果明顯下降；又如，溶解氧濃度的大幅波動會影響生物膜內(nèi)部好氧、缺氧區(qū)域的分布，進而影響微生物的代謝途徑和處理效果，而生物膜厚度不同，這種影響的程度也會不同。
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