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不同填料对MBBR启动及运行效能的影响分析

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：李思明孙若凯李金凤

[导读] 摘要：随着社会经济水平的不断提高和信息时代的不断发展，传统生物反应器已经无法满足废水处理需求，为此，一种新型、先进的MBBR（中文简称“生物反应器”）应运而生，在不同填料废水处理中体现出非常重要的应用价值。

        吉林建筑科技学院吉林省长春市 130114
        摘要：随着社会经济水平的不断提高和信息时代的不断发展，传统生物反应器已经无法满足废水处理需求，为此，一种新型、先进的MBBR（中文简称“生物反应器”）应运而生，在不同填料废水处理中体现出非常重要的应用价值。基于以上情况，本文首先在介绍试验材料和方法的基础上，从不同填料的出水水质比较；生物膜活性分析两个方面入手，研究了结果与讨论。希望通过这次研究，为业内人士提供有效的借鉴和参考。
        关键词：不同填料；MBBR启动；运行效能；影响
        MBBR作为一种常用的先进生物膜反应器，具有可靠性高、灵活性强等优势，被广泛地应用于各种不同生物填料处理中，不仅有利于最大限度地提高相关设备的运行性能和效率，还有利于有效地避免机器设备堵塞现象的出现，为进一步提高不同填料废水处理效率和效果提供有力的保障。
        1试验材料和方法
        1.1试验装置
        本次试验在进行的过程中，所用到的试验装置主要以两个生物膜反应器为主，这两个反应器分别为R1生物反应器和R2生物反应器，均具有较高的移动床功能。同时，相关试验人员严格按照一定的添加比例，将填料A和填料B两种不同的填料分别加入到以上两种生物反应器中，以保证试验结果的全面性和准确性[1]。另外，还要确保所加入的填料规格保持一致，将填料A的密度、孔隙率分别设置为1和93%；将填料B的密度、孔隙率分别设置为0.97和91%。此外，同时，还要严格按照浓度配置比例，不断优化整个试验流程，并将试验时间设置为100天，然后，将整个试验过程划分为两个不同的阶段，分别为前40天的试验阶段（又叫“第一阶段”）和后60天试验阶段（又叫“第二阶段”），在第一试验阶段中，相关试验人员需要将COD浓度设置为600mg/L；在第二试验阶段中[2]，将COD浓度设置为750mg/L，为了尽可能避免其他外界因素对试验结果产生不良影响，相关试验人员在进行试验的过程中，要确保除COD浓度外其他条件保持相同，只有这样，才能确保试验结果的准确性和权威性。同时，还要将试验温度和PH值分布设置为30度和7.0，使得液体环境为中性环境。
        1.2接种污泥及配水
        在接种污泥及配水试验环节中，相关试验人员要做好挂膜操作，通过采用排泥法，提高污泥的接种效果，同时，还要加强对MBBR的科学启动，确保将浓度为4000mg/力学的污泥能够全部加入到生物膜反应器中，并将反应时间控制在1天[3]，1天之后，相关试验人员需要将生物膜反应器内部的污泥排放到外面，此时，生物膜反应器挂膜处理工作全面完成。此外。在进行试验的过程中，还要做好对不同填料废水的模拟处理，在这个过程中，相关试验人员所使用的模拟材料以葡萄糖为主，采用手动操作的方式，严格按照相关试验标准和要求，科学合理地控制废水中不同微量元素之间的比例，以达到科学模拟不同填料废水的目的。
        1.3分析方法
        为了确保MBBR运行性能，相关试验人员要综合考虑生理化特征，并在充分结合生物膜形貌的基础上，科学、系统地分析水质指标，然后，根据相关测定标准，选用合适的指标类型，从而实现对COD、NH+4-N与TN等指标的精确测定[4]，同时，还要通过利用相应的专业仪器完成其他相关指标的测定，以保证测量结果的准确性。此外，在科学分析生物膜的过程中，相关工作人员还要在充分利用和发挥显微镜观测优势的基础上，除了要重视地形形貌特征的分析外，还要重视对粗糙度的科学控制，以达到标准化评价生理相关特征的目的。
        2结果与讨论
        2.1不同填料的出水水质比较
        2.1.1COD
        在进行第一阶段的试验中，相关工作人员要将COD浓度设置为600mg/L，当试验时间达到一定值时，COD去除能力逐渐上升，最后，趋于平稳状态。两个生物膜反应器内部填料一旦存在差异，那么COD去除率将会呈现出不同值。

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本次试验目的主要是对比和检验COD去除能力的稳定性和可靠性。经过一段时间的反应，R1生物膜反应器会呈现出不断上升的状态，在25天后，COD去除率从99%逐渐下降到95%，然后趋于稳定的状态。而R2生物膜反应器则表现出不同的状态[5]，在3天后，COD由98%逐渐下降到85%，表现出一定的波动性和不稳定性。在进行第二阶段的试验中，相关工作人员要将COD浓度设置为750mg/L，当试验达到一定的时间后，该反应器工作负荷出现逐渐上升的趋势，在试验时间的不断推移下，R1生物膜处理器将取得良好的处理效果。一旦COD浓度发生改变，两个反应器内部的填料性能均会呈现出不断减小的状态，出现这一现象的根本原因是生物膜相关值的不断变动。纵观两个阶段的试验结果，不难发现R1生物膜处理器具有较高的COD去除能力， COD去除率高达92%，同时，该去除率的变化幅度比较小，而R2生物膜处理器内部的COD去除率将呈现出不稳定的状态。此外，通过观察和对比两个生物膜反应器，发现R1生物膜处理器具有较高的流化效果，R2生物膜处理器因遇到堆料问题而造成填料废水出现死水现象。
        2.1.2NH+4-N与TN
        对于微生物而言，内部含有大量的微生物群落，同时，这些群落可以划分为两种不同类型，分别是好氧区和厌氧区，这为后期高效反应提供了良好的条件，在进行第一阶段的试验中，相关工作人员需要将2NH+4-N浓度和TN浓度分别设置19mg/L和30mg/L；在进行第二阶段的试验中，相关工作人员需要将2NH+4-N浓度和TN浓度分别设置37mg/L和40mg/L。只有这样，才能最大限度地提高试验负荷力[6]。当试验时间达到3天后，R1生物膜反应器的氨氮去除率达到了42%，总氮去除率达到了48%；R2生物膜反应器氨氮去除率达到了41%，总氮去除率达到了36%。在试验时间的不断推移下，两个反应器的去除能力均呈现出不断上升的趋势，在试验时间达到22天后，R1生物膜反应器呈现出较高的氨氮去除能力，而总氮的去除能力呈现出一定的相似性。
        2.2生物膜活性分析
        通常情况下，生物膜活性分析主要以蛋白质和多糖的活性变化为主。在进行第一阶段的试验过程中，R1生物膜反应器拥有更高含量的蛋白质和多糖，但是，随着反应时间推移，R1生物膜反应器的含量逐渐趋于稳定状态，但是，在后期反应中，R2生物膜反应器的含量远远超过R1，出现这一现象的根本原因是不同填料的孔隙率不断变化引起的。
        结束语
        综上所述，为了保证不同填料废水的处理效果，相关试验人员在使用不同填料的基础上，要加强对MBBR启动及运行效能影响的分析，从而最大限度地发挥MBBR在分解微生物污染物方面的作用和价值，只有这样，才能更好地提高MBBR应用价值和应用前景，为实现不同填料废水的净化，提高水资源的利用率提供有力的保障。
        参考文献：
        [1]刘辉.填料类型对MBBR启动及运行效能的影响[J].科技创新与应用，2019，000（021）：69-70，75.
        [2]金吴云.不同填料的曝气生物滤池启动运行和处理效能的研究[D].苏州科技学院，2018，036（053）：76-80，85.
        [3]李春梅.MBBR填料表面亲水性改性及对污水厂尾水深度脱氮的影响研究[D].2018，020（001）：15-26.
        [4]李倩，曹国凭，郑兴灿，etal.悬浮填料强化硝化功能及温度影响试验研究[J].中国给水排水，2018，29（005）：50-54.
        [5]李莉，王海燕，吴桐，etal.反渗透浓水反硝化MBBR深度脱氮填料比较研究[C].中国环境科学学会科学技术年会论文集（第二卷）.2019，057（069）：104-121.
        [6]朱点钰，陈年浩，朱津苇，等.填料类型对MBBR启动及运行效能的影响[J].中国给水排水，2018，034（021）：1-6.
        基金项目：
        项目编号：吉教高字【2018】30号3862。