一、生物脱氮原理

1.1生物脱氮基本原理

生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个步骤。

1.2生物脱氮的影响因素

1）温度

生物硝化反应的适宜温度范围为20~30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。实际中观察到，生物膜反硝化过程受温度的影响比悬浮污泥法小，此外，流化床反硝化温度的敏感性比生物转盘和悬浮污泥的小得多。

2）溶解氧

生物消化反应器内宜保持溶解氧的浓度在2.0mg/L以上。

3）pH

硝化菌对pH变化十分敏感，pH在7.0~8.0时，亚硝酸菌的活性最好；而硝酸菌在pH值为7.7~8.1时活性最好。当pH降到5.5以下时，硝化反应几乎停止。

4）碳氮比

5）泥龄

6）有毒物质

二、载体流化床生物膜（MBBR）技术介绍

2.1基本原理

MBBR实际上是一种基于特殊结构填料的生物流化床技术，该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合，提升反应池的处理能力和处理效果，并增强系统抗冲击能力。

微生物附着生长于悬浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜层。独特设计的填料在鼓风曝气的扰动下在反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的2～4倍，可达10～12g/L，降解效率也因此成倍提高。

由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长），流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄（20－40天），非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮能力。

同时附着生长方式利于其它特殊菌群的自然选择，而这些特殊菌群可有效的降解废水中的特征污染物，特别是一些难降解的污染物，从而获得更低的出水COD浓度，提升出水水质。

在出口处增加筛网，可将填料保留在反应池内，填料表面的微生物也之停留在反应池内，反应池内微生物浓度相对稳定，对来水的水质和水量冲击具有更强的抗冲能力。

MBBR技术的关键在于采用了独特的悬浮填料，邦皓填料独特的结构设计，使MBBR较传统流化床工艺具有更高的污泥浓度、更均匀的流化态，从而获得更好的净化效果。其核心技术MBBR采用墙体结构的悬浮填料，该悬浮填料具有以下显著特点：

①墙体结构

◆填料外部膜更新快活性强，内部膜受到充分保护，生物生长状态良好，彻底改变传统填料只能外部生长的方式，使微生物的降解效率更高。

◆ 墙体结构使水中空气气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气和污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。

◆ 填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，特别适合硝化菌的生长，并兼有厌氧好氧双重特点，硝化反硝化脱氮效果明显。

②生物载体表面积大（＞ 4000㎡/m³）

◆ 足够大的载体表面积适合微生物的吸附生长,有效生物浓度达10g/l以上（传统活性污泥仅为2～4g/l），处理能力更强，容积负荷是传统活性污泥法的2－4倍。  

◆ 高的生物浓度使来水的水质波动得到充分的分散，并迅速被消减，从而提高了系统的抗冲击负荷能力；而且微生物固定于悬浮填料上，不随水流流出反应池，因此不存在生物流失问题。

③科学的配比，填料比重接近于1。

◆ 合适的比重使填料在轻微搅拌下即可获得完全的流态化，最大限度的降低能耗；

◆ 填料自由通畅的旋转，增加对水中气泡的撞击和切割，破碎大的气泡，延长气泡在水中停留时间，有效的降低了供氧能耗。

2.2工程应用优势

MBBR技术在工程上的应用优势主要表现在以下几个方面：

①更高效的脱碳能力

 MBBR载体上的高浓度的生物菌群可获得很强的COD降解能力；同时载体上丰富的生物菌群类型，增加了对难降解有机物的降解性能。因此系统的出水水质更好。

②更优越的脱氮效果

MBBR载体上的生物膜污泥龄长，非常适宜于硝化菌的生长，硝化菌浓度高，因此硝化脱氮能力显著，通过增加前置反硝化段还能去除系统总氮。

③更稳定的出水水质

MBBR能够获得稳定的出水水质主要得益与该工艺很强的抗冲击负荷能力。MBBR反应池内高浓度的生物量以及附着生长的特性使反应池内一直保持着较高的生物浓度，来水水质的波动可被迅速分解，确保出水水质稳定。这一特性非常适用于煤化工、精细化工（如制药）、石油化工废水水质水量波动大的特点。

④更简捷的运行管理

载体流动床技术属于生物膜技术，不存在传统活性污泥法的污泥膨胀、污泥上浮以及污泥流失等问题，也不用担心传质问题和供氧问题，因此不必频繁的监控反应池污泥情况和变换运行参数，使日常的运行管理更简捷。

⑤较低的运行能耗

MBBR特殊载体的引入可提高氧的利用率，因此充氧能耗降低；而紧凑的工艺结构也有利于节能。

⑥更低的建设投资和占地面积

MBBR处理单元的引入可显著提高A/O工艺的容积负荷率。在获得相同处理能力和处理效果的条件下，MBBR可减少构筑物容积和占地面积1.5倍，因此土建投资和征地费用大大少，整体投资降低。

⑦更少的维护和检修

     邦皓MBBR采用的填料耐腐蚀强，抗拉强度高，耐磨损，使用寿命长。配套使用的旋流式筒式曝气系统长期使用免维护，彻底杜绝了传统橡胶微孔曝气器易破损堵塞等问题，从而大大减少了日常维护和检修费用，保证系统的长期连续运行。

⑧更少的剩余污泥产量

普通的好氧生物处理中，每去除一公斤有机物的污泥产量可高达0.3公斤。MBBR系统中微生物污泥龄长（20～40天），生物相多而且稳定化，同时微生物自身氧化分解，故系统污泥产生量少，降低污泥产量30％～50%，相应减少了污泥处理费用。后续的低负荷活性污泥工艺类似于延时曝气工艺，在提供更好水质的同时，降低污泥产量。

⑨更灵活的运行方式

MBBR可根据不同的来水水质，选择不同的填料填充率，以获得相应的处理能力。通过填料的增加可轻松获得整体处理能力的提升，满足日后污水进一步扩能的需求。

三、总结

 

由于一些设计生化工艺抗冲击性能较差，当水质波动时，对硝化菌产生抑制作用，导致氨氮去除效果不理想，通过MBBR工艺改造后，在增加氨氮容积负荷的同时，可以显著提高系统运行稳定性，提高氨氮和COD的去除效率，达到出水水质要求，属优选工艺。