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，導致硝化反應不完全，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?。河捎谌狈ψ銐虻娜毖鯀^(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，導致總氮去除效果不理想。
對磷去除的影響
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。
反應器類型：不同類型的 MBBR 反應器對填料的適應性也不同。例如，在推流式反應器中，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性，但仍需考慮填料與反應器的尺寸匹配等因素。
工藝特點
優(yōu)點
處理能力：容積負荷高，能在較小的空間內(nèi)處理大量污水，對現(xiàn)有污水處理廠升級改造效果顯著，不增加用地面積，僅需對現(xiàn)有設施簡單改造，污水處理能力可增加 2-3 倍，并提高出水水質(zhì)。
耐沖擊性強：沖擊負荷以及溫度變化對 MBBR 工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響，當污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時，生物膜對此耐受能力較強，性能穩(wěn)定，運行可靠。
維護管理簡便：攪拌和曝氣系統(tǒng)操作方便，曝氣系統(tǒng)采用穿孔曝氣管系統(tǒng)，不易堵塞；攪拌器采用香蕉型的攪拌葉片，外形輪廓線條柔和，不損壞填料，整個攪拌和曝氣系統(tǒng)很容易維護管理。
靈活適應性：可以采用各種池型，而不影響工藝的處理效果；還可以靈活選擇不同的填料填充率，達到兼顧和遠期擴大處理規(guī)模而無需增大池容的要求。
生物池無堵塞：由于填料和水流在生物池的整個容積內(nèi)都能得到混合，從根本上杜絕了生物池的堵塞可能，因此池容得到完全利用。
使用壽命長：耐用的生物填料，曝氣系統(tǒng)和出水裝置可以整個系統(tǒng)長期使用而不需要更換，折舊率低。
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器內(nèi)處于流化狀態(tài)，微生物隨著填料一起流動，無需設置的污泥回流系統(tǒng)來維持反應器內(nèi)的微生物量。這不僅簡化了工藝流程，降低了設備投資和運行成本，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。
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。
應用：在一些對處理效果要求較高的污水處理場景中應用較多，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。
脫氮效果好：MBBR 工藝中，由于填料的存在，使得反應器內(nèi)的水流狀態(tài)較為復雜，形成了局部的缺氧和好氧環(huán)境。這種環(huán)境有利于硝化細菌和反硝化細菌的生長和繁殖，能夠在同一個反應器內(nèi)實現(xiàn)硝化和反硝化過程，從而提高了對污水中氮元素的去除效果。通過合理控制工藝參數(shù)，可以使出水的總氮含量達到較低的水平，滿足嚴格的排放標準。
運行管理方便：MBBR 工藝的設備相對簡單，主要包括反應器、曝氣系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)等。曝氣系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)的操作較為簡便，且不易出現(xiàn)堵塞等問題。同時，由于無需污泥回流和復雜的污泥處理系統(tǒng)，減少了運行過程中的維護工作量和管理難度，降低了人工成本和運行風險。
占地面積?。河捎?MBBR 工藝具有較高的處理效率和容積負荷，在處理相同規(guī)模污水時，所需的反應器容積相對較小，因此占地面積也比傳統(tǒng)的污水處理工藝小。這對于土地資源緊張的地區(qū)來說，具有重要的現(xiàn)實意義，可以有效節(jié)約土地成本，提高土地利用率。
選擇合適的填料
填料材質(zhì)：不同材質(zhì)的填料表面性質(zhì)和粗糙度不同，對微生物的附著和生長有不同的影響。選擇表面親水性好、粗糙度適中的填料，有利于微生物的附著和初期生物膜的形成，同時也便于在運行過程中控制生物膜的厚度。例如，聚乙烯、聚丙烯等材質(zhì)的填料具有較好的生物相容性和物理化學穩(wěn)定性，是 MBBR 工藝中常用的填料材質(zhì)。
填料形狀和尺寸：填料的形狀和尺寸會影響其比表面積和水力特性。選擇比表面積大、孔隙率合適的填料，可以為微生物提供更多的附著面積，同時有利于污水在反應器內(nèi)的均勻分布和與生物膜的充分接觸。例如，球形、圓柱形等形狀規(guī)則的填料，其流體力學性能較好，可使生物膜在填料表面均勻生長，便于控制生物膜厚度。
監(jiān)測與調(diào)整
定期檢測生物膜厚度：可采用非破壞性的檢測方法，如光學顯微鏡觀察、激光共聚焦顯微鏡測量等，定期對生物膜厚度進行檢測。根據(jù)檢測結(jié)果，及時調(diào)整工藝參數(shù)，使生物膜厚度保持在優(yōu)化的范圍內(nèi)。
綜合評估處理效果：通過監(jiān)測污水的水質(zhì)指標，如 COD、氨氮、總磷等的去除率，以及出水的懸浮物、濁度等指標，綜合評估 MBBR 工藝的處理效果。當處理效果出現(xiàn)波動時，分析生物膜厚度及其他相關(guān)因素的變化，找出原因并進行相應的調(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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