再一個(gè)就是關(guān)注它的發(fā)展方向，MBBR填料直徑25mm，流道最寬10毫米，最短2.5毫米，增大生物量就意味著增加生物膜厚度，這會(huì)有效減少生物膜面積和過水?dāng)嗝?，相關(guān)研究表明1毫米的表面張力可以撐起14毫米的水柱，這時(shí)候沒有一個(gè)強(qiáng)烈的流化狀態(tài)很難讓溶解氧傳質(zhì)進(jìn)去，所以認(rèn)為單純?cè)龃笊锪坎⒉皇且粋€(gè)正確理念方式。我們?nèi)芙庋蹩梢源┩傅幕|(zhì)厚度大概在50到100微米的水平，如果增大生物量必然增厚生物膜，就會(huì)導(dǎo)致厭氧層變厚、發(fā)酵，甚至引起生物膜大面積脫落，危害整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。我們研究最佳生物膜厚度冬季在100微米，夏季在60微米的水平，單純?cè)黾由锬ず穸炔焕谏锬さ恼８隆?p style="text-indent: 0em; text-align: center;">

再一個(gè)就是解釋一下為什么生物膜長泥齡的菌群會(huì)掛在填料上面。相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，填料百分之百填充運(yùn)行半年時(shí)，填料上面并沒有掛上生物膜，只是上面沉淀。我們把填料取出一部分，讓它流化起來，最終可以掛上膜。大家可以看到膜在填料上沉淀樣子和真正掛膜以后的樣子是完全不同的。并且在一些實(shí)際工程里，我們發(fā)現(xiàn)填料的掛膜時(shí)間都很短，只要滿足一個(gè)條件——流化，滿足水力剪切就可以，這是填料掛膜和微生物篩選的重要外在條件。所以說懸浮填料應(yīng)該按照膜面負(fù)荷設(shè)計(jì)，這是正確的發(fā)展方向。

MBBR是料上膜不是料間膜，泥齡很長，通過水力剪切動(dòng)態(tài)更新泥齡而不是通過反沖洗。現(xiàn)在很多應(yīng)用中MBBR用于強(qiáng)化總氮去除的功能，并且是在原池內(nèi)分割池體實(shí)現(xiàn)，而不是另外再新建生化池體，這是第一個(gè)技術(shù)路線。MBBR應(yīng)用的第二個(gè)技術(shù)路線是缺氧和好氧均投加懸浮填料強(qiáng)化它的處理效果。綜上來看，懸浮填料可以克服以往固定填料固有缺陷實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化處理，由于它繼承生物膜法特質(zhì)，比如耐受低溫可以到三到六度，耐受高鹽廢水，高毒性制藥廢水，MBBR工藝均有很好的效果。它可以認(rèn)為是一種有活性污泥法外衣和生物膜法內(nèi)涵的復(fù)合工藝。

我們的填料的處理能力和表面負(fù)荷、比表面積和填充率相關(guān)。當(dāng)我們將一代填料按照45%的填充率填充時(shí)，MBBR達(dá)到跟傳統(tǒng)活性污泥法基本相當(dāng)?shù)南趸芰ΑＨ绻覀儾捎酶蟊缺砻娣e填料、更大填充率，它的負(fù)荷將有更大提升，這就使得我們工藝新建的時(shí)候能夠節(jié)約占地，在改造的時(shí)候可以在很大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)提標(biāo)。青島李村河就是這樣一個(gè)工程案例，2010年進(jìn)行第一次提標(biāo)改造時(shí)，增加了MBBR區(qū)域；2015年由于需要提量進(jìn)行了第二次升級(jí)改造，原有的基礎(chǔ)之上重新劃分內(nèi)部功能區(qū)增加后置反硝化，形成五段式結(jié)構(gòu)，再就是擴(kuò)大MBBR區(qū)域，增加懸浮脫氮數(shù)量，實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)，也是凝練出第三個(gè)技術(shù)升級(jí)改造路線，強(qiáng)化總氮處理效果。

第三個(gè)是MBBR的技術(shù)路線和工藝設(shè)計(jì)。我們確定技術(shù)路線核算生物膜面積，確定分區(qū)分級(jí)進(jìn)行限制性校核。這個(gè)主要是說我們的填料填充率應(yīng)該小于67%，滿足流化條件，不滿足就需要調(diào)整。再一個(gè)就是我們剛才關(guān)注的，就是表面負(fù)荷到底要怎么取值，實(shí)際上它是受溫度、填料的使用的區(qū)域、預(yù)處理情況、布置形式、有機(jī)物溶解氧、出水要求以及抑制性因素等多個(gè)因素共同影響。這一個(gè)取值建議根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)或者現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定。

填料方面國內(nèi)出臺(tái)水處理用高密度聚乙烯懸浮載體填料。規(guī)定了水處理常用填料有效比表面積和一些基本概念。在填料方面主要就是應(yīng)該保障它的壽命，朝著有效比表面積更大方向發(fā)展。很多人關(guān)注曝氣，認(rèn)為有填料曝氣量一定大，但實(shí)際研究來看，微孔、穿孔在滿足流化所需的最小曝氣量基本相當(dāng)，氣水比涵蓋在污水廠正常生化所需要的氣道范圍內(nèi)，懸浮填料流化無須額外曝氣。我們發(fā)現(xiàn)填料存在對(duì)氣泡有切割作用，同時(shí)填料可以延長氣泡停留時(shí)間，能夠延長它的溢出時(shí)間，兩個(gè)因素綜合起來可以提高它的氧轉(zhuǎn)移效率。隨著填充率提高，穿孔管曝氣優(yōu)勢(shì)越來越明顯。國內(nèi)研究表明，當(dāng)填充率大于30%時(shí)，穿孔和微孔曝氣效率比較接近，我們更推薦采用穿孔曝氣方式。

池型方面我們做了很多研究升級(jí)。最開始無錫蘆村的是一種循環(huán)流動(dòng)池型，通過推流器強(qiáng)化它的流化；現(xiàn)在李村河污水廠采用微動(dòng)力混合池型，它通過水力學(xué)條件綜合設(shè)置實(shí)現(xiàn)，這樣我們可以省去推流器，大概節(jié)約能耗8.3%，這一種池型國內(nèi)有已經(jīng)有近一百萬噸每天業(yè)績，是一個(gè)非常成熟技術(shù)。微動(dòng)力混合池型可以看到整個(gè)系統(tǒng)沒有推流器，無論是進(jìn)水端還是出水端，整個(gè)填料流化非常均勻，沒有出現(xiàn)任何堆積，我們參觀時(shí)可以看到。再比較一下我們的技術(shù)路線，很多人認(rèn)為硝化不好應(yīng)該投好氧，反硝化不好應(yīng)該投缺氧，實(shí)際不盡然。好氧區(qū)投加填料，如果采用循環(huán)流動(dòng)池型，能耗會(huì)增加8.3%，如果采用微動(dòng)力混合池型8.3%的能耗就節(jié)約下來，整體能耗基本可以持平。一旦缺氧添加填料，能耗會(huì)隨著填充率增加逐步增加，這個(gè)能耗會(huì)更高一些。但這不是絕對(duì)的，因?yàn)槲覀兪欠裨谌毖鯀^(qū)投加填料需要有一些特定的應(yīng)用背景，到底應(yīng)用哪個(gè)技術(shù)路線進(jìn)行升級(jí)要結(jié)合原來的曝氣系統(tǒng)，原來的碳源數(shù)量，而不是簡(jiǎn)單的硝化不好投加好氧區(qū)，反硝化不好投加缺氧區(qū)，需要整體考量。

綜上總結(jié)，整個(gè)MBBR在國內(nèi)升級(jí)改造的技術(shù)路線有三個(gè)，第一就是分割池容，投加好氧路線，第二就是好氧和缺氧都投加路線，第三個(gè)就是五段式路線。我們采用哪一種技術(shù)路線升級(jí)，需要結(jié)合我們的工藝條件，運(yùn)行現(xiàn)況，出水標(biāo)準(zhǔn)，投資費(fèi)用，運(yùn)維成本因地制宜，不能一刀切一概而論。

編輯：徐冰冰