2020年1月25日,武漢市新型肺炎防控指揮部決定,除武漢蔡甸火神山醫(yī)院之外,還將半個(gè)月之內(nèi)再建一所“小湯山醫(yī)院”——武漢江夏區(qū)雷神山醫(yī)院,雷神山醫(yī)院于1月26日正式開(kāi)建!
雷神山醫(yī)院污水處理采用生化處理,污水處理平面圖見(jiàn)圖1,具體工藝 流程為:接觸消毒-化糞池-調(diào)節(jié)池-MBBR池-高效沉淀池-消毒-排至市政污水管網(wǎng)!
圖1:雷神山污水處理平面圖
圖2:雷神山污水處理剖面圖
MBBR工藝的工作原理及應(yīng)用特點(diǎn)
移動(dòng)床生物膜工藝(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)已在世界上很多國(guó)家建成了數(shù)千套污(廢)水處理設(shè)施,取得了良好的處理效果。MBBR工藝運(yùn)用生物膜法的基本原理、同時(shí)結(jié)合活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),以懸浮填料作為微生物生長(zhǎng)的載體,通過(guò)懸浮填料在二級(jí)生化池中的充分流化,實(shí)現(xiàn)污水的高效處理。
一、工作原理
移動(dòng)床生物膜工藝(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)需要具有比重接近于水,有效比表面積大,適合微生物附著生長(zhǎng)等特點(diǎn)的懸浮填料,目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家設(shè)備廠商開(kāi)發(fā)成功,我國(guó)也頒布了相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范。懸浮填料在生化池中輕微攪拌即可懸浮起來(lái),易于隨水自由運(yùn)動(dòng),能夠很好的形成流化狀態(tài)。
在好氧條件下,曝氣充氧時(shí)產(chǎn)生的空氣泡上升浮力能夠推動(dòng)填料和周?chē)乃w流動(dòng),當(dāng)氣流穿過(guò)水流和填料空隙時(shí)又被填料阻滯,并被分割成小氣泡。
在這樣的過(guò)程中,填料被充分地?cái)嚢璨⑴c水流混合,而空氣流又被充分地分割成細(xì)小的氣泡,增加了生物膜與氧氣的接觸和傳氧效率。在厭氧條件下,水流和填料在潛水?dāng)嚢杵鞯淖饔孟鲁浞至骰饋?lái),達(dá)到生物膜和被處理的污染物充分接觸而降解的目的。
MBBR工藝的核心是實(shí)現(xiàn)懸浮載體填料的充分流化,以達(dá)到強(qiáng)化處理污染物的目的。在MBBR工藝的實(shí)際應(yīng)用上,需要考慮的因素主要有生化池池型、懸浮填料投加量、曝氣系統(tǒng)、攔截篩網(wǎng)、推進(jìn)器等。
在曝氣區(qū)內(nèi)生物填料的流化是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好處理功能的關(guān)鍵。其主要依靠生化池的好氧區(qū)曝氣系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在好氧區(qū)中適當(dāng)?shù)钠貧庀到y(tǒng)能夠確保生物載體流化填料的流化效果,保證流化填料在水體中做上下、前后的流動(dòng),使填料與污水進(jìn)行充分的混合、碰撞、接觸,有效完成污染物、水、氣三相的接觸、交換、吸附等過(guò)程。
填料比重一般選擇為0.94-0.97,在培菌期間,填料表面會(huì)慢慢附著大量的生物膜,附著量越大,比重逐漸增加,當(dāng)填料上生物膜到一定厚度時(shí),其比重大于1,填料從非曝氣區(qū)下沉到水池底部,曝氣區(qū)底部的沖擊力最強(qiáng),能迅速?zèng)_洗掉填料上的殘余生物膜,脫膜后的填料比重也隨之降低到1以下,并在曝氣區(qū)上升。
根據(jù)掛膜前后的比重變化特點(diǎn),填料可以隨水流在曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)翻騰,從而交替完成了生物膜的生長(zhǎng)和脫落過(guò)程,保證生物膜的數(shù)量穩(wěn)定性和活性,使工藝運(yùn)行較穩(wěn)定。為了防止流化懸浮填料隨混合液進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié),在好氧區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置設(shè)計(jì)采用篩網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單攔截和分隔。篩網(wǎng)材質(zhì)選用不銹鋼,型式與懸浮填料配套。
二、優(yōu)缺點(diǎn)分析
1、MBBR的優(yōu)點(diǎn)
與活性污泥法和固定填料生物膜法相比,MBBR既具有活性污泥法的高效性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性,又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少的特點(diǎn)。
(1)填料特點(diǎn)
填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的,比重接近于水,以圓柱狀和球狀為主,易于掛膜,不結(jié)團(tuán)、不堵塞、脫膜容易。
(2)良好的脫氮能力
填料上形成好氧、缺氧和厭氧環(huán)境,硝化和反硝化反應(yīng)能夠在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生,對(duì)氨氮的去除具有良好的效果。
(3)去除有機(jī)物效果好
反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高,一般污泥濃度為普通活性污泥法的5~10倍,可高達(dá)30~40g/L。提高了對(duì)有機(jī)物的處理效率,同時(shí)耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
(4)易于維護(hù)管理
曝氣池內(nèi)無(wú)需設(shè)置填料支架,對(duì)填料以及池底的曝氣裝置的維護(hù)方便,同時(shí)能夠節(jié)省投資及占地面積。
2、MMBR缺點(diǎn)
(1)反應(yīng)器中的填料依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài),在實(shí)際工程中,容易出現(xiàn)局部填料堆積的現(xiàn)象。為了避免填料堆積現(xiàn)象,需改進(jìn)曝氣管路的布置以及反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了它的水力特性。實(shí)際工程中,當(dāng)單個(gè)反應(yīng)器的長(zhǎng)深比為0.5左右且長(zhǎng)度不大于3m時(shí)有利于填料完全移動(dòng)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)大量試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性,降低能耗,進(jìn)一步提高M(jìn)BBR的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)反應(yīng)器出水往往設(shè)置柵板或格網(wǎng)以避免填料流失,但容易造成堵塞。在實(shí)際工程中,可以設(shè)置活動(dòng)?xùn)虐?,定期進(jìn)行人工清理,也可設(shè)置空氣反吹裝置以防止堵塞。
三、填料的判別指標(biāo)
1、生物膜的附著性
生物膜的附著能力-評(píng)價(jià)填料優(yōu)劣的最重要指標(biāo)生物附著量=受保護(hù)的表面積(與填料的設(shè)計(jì)運(yùn)行狀態(tài)有關(guān))× 單位表面積的生物附著量(與填料的性能有關(guān))
2、填料性能
填料性能-評(píng)價(jià)填料生物附著量的最重要指標(biāo)
(1)填料表面性能
1)表面構(gòu)造:一般認(rèn)為表面粗糙度大,掛膜速度快。
2)表面電位:一般微生物帶負(fù)電荷,填料表面為正電荷適宜微生物生長(zhǎng)。
3)親水性:微生物為親水性粒子,填料親水性好適合微生物生長(zhǎng)掛膜狀態(tài)。
(2)水力學(xué)性能
1)孔隙率:填料占用的體積,孔隙率高好。
2)形狀尺寸:影響水流、氣流的流態(tài)。
3)流化性能:與填料的密度有關(guān)。填料的密度應(yīng)為0.97-1.03,較小的曝氣或攪拌即可實(shí)現(xiàn)流化。
3、掛膜成熟判別
肉眼判斷:生物膜均勻分布于載體表面,越靠近載體表面越致密,反之越松散,同時(shí)載體顏色變深,標(biāo)志著載體掛膜進(jìn)入了成熟期。
鏡檢判斷:生物膜結(jié)構(gòu)致密,微生物種類(lèi)多樣化,固著型纖毛蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)等數(shù)量居多,有少量輪蟲(chóng)、游泳型