移动床生物膜反应器(MBBR)工艺的填料填充率中试研究
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竖流式二沉池 微孔曝气盘 穿孔曝气管
主要参数 长×宽×高=1,200mm×1,200mm×2,500mm
DN1,000，高 2.3m DN110，2 个 直径Ф10
2．材料和方法
污泥接种自昆明七污二沉池后的浓缩污泥，浓度约为
20~30g/L。进水取自沉砂池后的出水，水质指标见下表 2。
表 2 昆明市第七污水处理厂进水水质
中试对填充率的选择有四种，分别为 PR=0%（无填料）、
15%、35%、55%。将填充率作为单因素控制变量，工况运
行稳定后，具体对不同填充率情况下进行分析，详见下表。
收稿日期：2019-01-01 作者简介：施宇震（1987-），男，英国留学博士，昆明理工大学环境与科学工程学院讲师，研究方向专注于环境工程与
项目
COD
BOD5 NH4-N
SS
TN
TP
pH
浓度（mg/L） 187.5~367.1 73.6~220.1 14.8~21.1 148.9~345.0 22.9~36.9 2.7~6.4 7.4~7.6
填料密度近于水，是改性的聚乙烯 K3 型，为蜂窝状，
可有效切割气泡，提高氧传递效率，降低对生物膜的冲刷。
1．填充率进水 COD 浓度在 70~250mg/L 时之间，在
反应器无填充率 0%时，COD 去除率为 73%~80.1%；填充
率 15%时，去除率为 84.3%~94.7%；填充率 35%时，去
除 率 达 89.7%~94.8% ； 填 充 率 加 到 55% 时 ， 去 除 率
Reactor）工艺国外使用较多，我国尚未大量使用，通过中
试研究 MBBR 悬浮填料最佳填充率有较好的实际应用价值。
一、移动床生物膜反应器（MBBR）工艺及悬浮填料
MBBR 工艺结合了活性污泥法和生物膜法的诸多优点，
本身也具有独特的优点[1]：
（1）填料比表面积大，微生物种类丰富，浓度高。
（2）污泥龄长，HRT 对其无影响，有利于硝化菌生存。
表 3 K3 型悬浮填料特性主要参数
名称 K3 填料
材料 高密度聚乙烯
尺寸 （mm） Ф25×10
堆填体积 （pcs/m³）
139,000
密度 0.96~0.98
总比表面积 （m²/m³）
660
a）k 填料挂膜前
b）k3 填料挂膜后
图 2 K3 型悬浮填料
采用《水和废水监测分析方法（第四版）》标准方法分析。
可再生资源研究。
212
中国水运
第 19 卷
表 4 不同填充率的单因素控制运行参数反应器内
MLSS 在 3,800~4,800mg/L
填充率 PR 0% 15% 35% 55%
水力停留时间 HRT 5.12±0.55h
温度 T
溶解氧 DO
回流比 R
18.5~22.5℃ 2.5~5.0mg/L
100%
图 3 PR=0%、15%、35%、55%时对 COD 的去除效果 2．填充率对 NH4+-N 去除效果影响
图 5 PR=0%、15%、35%、55%时对总磷的去除效果 图 5 ， MBBR 反 应 器 中 ， 进 水 总 磷 浓 度 约 为 1.6~3.6mg/L ， 填 料 填 充 率 为 PR=0% 时 ， 总 磷 去 除 率 55.9~66.1%；PR=15%时，去除率 60.0~64.9%；PR=35% 时，去除率 60.9~67.9%；PR=55%时，去除率 62.7~65.6%。 试验中除磷效果最好的可以达到 65.6%。 结果显示，在整个过程中起到除磷效果的微生物主要存 在于悬浮状的污泥中，填充率的大小对除磷的效果没有明显 的影响，主要因为除磷还是依托聚磷菌对磷的过量吸收，通 过排泥排除系统外，通过以上试验也可以得出，反应器中悬 浮填料的填充比对除磷作用不明显，不能起到决定性作用。 四、结论 试验结果显示，悬浮填料活性污泥在没有悬浮填料时起 到主要降解有机物的作用，当投加悬浮填料后使反应器内总 生物量增加，进而提高对 COD、NH4-N 的去除率。从对 COD 和 NH4-N 的去除率等方面来看，填充率在 35%的悬浮填料 最为适宜。对增加悬浮填料的反应器研究得出，悬浮填料对 COD 和 NH4-N 进水浓度变化有较好的抗冲击负荷能力。增 加悬浮填料对提升磷的去除率上所起到的作用是比较小的。
87.9%~94.0%。填充率在 55%时去除率比在 35%时稍高。
去 除 率 效 果 表 现 为 ： PR=55% ＞ PR=35% ＞ PR=15% ＞
PR=0%。实验中进水 COD 浓度突然增加，有悬浮填料的反
应器对 COD 去除率有较好的抗冲击负荷能力。
3．填充率对 TP 去除效果影响 生物除磷主要依靠聚磷菌类微生物，提供适宜条件，使 其过量吸收磷以聚合形态于体内，形成高磷污泥排除系统， 达到除磷的目的。
专项的“节地型城镇污水处理工艺技术研究与工程示范（2013ZX07314-003-03）”。
关键词：移动床生物膜反应器；悬浮填料；生物膜；生活污水；提标改造
中图分类号：X703
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2019）06-0211-02
引言
移动床生物膜反应器（MBBR- Moving Bed Biofilm
摘 要：移动床生物膜反应器（MBBR）中试，采用日处理水量 40m3/d 时，水力停留时间为 1.92h，系统出水水
质稳定，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级 A 标要求。研究得出悬浮填料填充比为
35%较适宜，系统对 COD、氨氮等的去除效果较好。课题为国家建设部“十二五”水体污染控制与治理科技重大
第 19 卷 第 6 期 2019 年 6 月
中国水运 China Water Transport
Vol.19 June
No.6 2019
移动床生物膜反应器（MBBR）工艺的填料填充率中试研究
施宇震 1，刘 月 2，施永生 2，张先斌 3
（1.昆明理工大学 环境与科学工程学院，云南 昆明 650500；2.昆明理工大学 建筑与土木工程学院，云南 昆明 650500； 3.云南华博工程设计有限公司，云南 昆明 650200）
三、结果和讨论
填充率的大小决定了悬浮填料的比表面积，一般为
10%~70%之间，过低会降低处理效果，过高则影响到水流
的水力特性。沈雁群等[3]研究过填充率对 COD、NH4+-N 去
除 效 果 。 张 鹏 等 [4] 研 究 MBBR 工 艺 在 填 料 填 充 率 在
30%~40%比在 40%~50%之间对 COD 去除率要高。
入中试段。设有两套完全一样的 1 号和 2 号生化反应装置。
进水
搅拌器
缺氧池
好氧池
回流污泥
污水厂沉砂池出水
进水调节 桶
编号 1 2 3 4
出水
二 沉池
进水泵
图1
鼓风机
微孔曝气盘
电磁流量计 污泥回流泵
MBBR+A/O 组合工艺装置流程图
剩余污泥
表 1 试验采用的设备名称和主要参数
设备名称 移动床生物膜反应器
（3）增大填料接触面积，促进新陈代谢，增强除污能力。
（4）节约用地。
MBBR 关键构件是密度接近于水的轻质悬浮载体[2]，填
料是生长和吸附、降解有机物的主要场地，填充率不同，降
解的效果也不同。课题中试研究选用填料为常用的 K 型填料。
二、试验装置、材料和方法
1．试验装置
试验在昆明七污厂内，污水经粗、细格栅及沉砂池后进
主要参数 长×宽×高=1,200mm×1,200mm×2,500mm
DN1,000，高 2.3m DN110，2 个 直径Ф10
2．材料和方法
污泥接种自昆明七污二沉池后的浓缩污泥，浓度约为
20~30g/L。进水取自沉砂池后的出水，水质指标见下表 2。
表 2 昆明市第七污水处理厂进水水质
中试对填充率的选择有四种，分别为 PR=0%（无填料）、
15%、35%、55%。将填充率作为单因素控制变量，工况运
行稳定后，具体对不同填充率情况下进行分析，详见下表。
收稿日期：2019-01-01 作者简介：施宇震（1987-），男，英国留学博士，昆明理工大学环境与科学工程学院讲师，研究方向专注于环境工程与
项目
COD
BOD5 NH4-N
SS
TN
TP
pH
浓度（mg/L） 187.5~367.1 73.6~220.1 14.8~21.1 148.9~345.0 22.9~36.9 2.7~6.4 7.4~7.6
填料密度近于水，是改性的聚乙烯 K3 型，为蜂窝状，
可有效切割气泡，提高氧传递效率，降低对生物膜的冲刷。
1．填充率进水 COD 浓度在 70~250mg/L 时之间，在
反应器无填充率 0%时，COD 去除率为 73%~80.1%；填充
率 15%时，去除率为 84.3%~94.7%；填充率 35%时，去
除 率 达 89.7%~94.8% ； 填 充 率 加 到 55% 时 ， 去 除 率
Reactor）工艺国外使用较多，我国尚未大量使用，通过中
试研究 MBBR 悬浮填料最佳填充率有较好的实际应用价值。
一、移动床生物膜反应器（MBBR）工艺及悬浮填料
MBBR 工艺结合了活性污泥法和生物膜法的诸多优点，
本身也具有独特的优点[1]：
（1）填料比表面积大，微生物种类丰富，浓度高。
（2）污泥龄长，HRT 对其无影响，有利于硝化菌生存。
表 3 K3 型悬浮填料特性主要参数
名称 K3 填料
材料 高密度聚乙烯
尺寸 （mm） Ф25×10
堆填体积 （pcs/m³）
139,000
密度 0.96~0.98
总比表面积 （m²/m³）
660
a）k 填料挂膜前
b）k3 填料挂膜后
图 2 K3 型悬浮填料
采用《水和废水监测分析方法（第四版）》标准方法分析。
可再生资源研究。
212
中国水运
第 19 卷
表 4 不同填充率的单因素控制运行参数反应器内
MLSS 在 3,800~4,800mg/L
填充率 PR 0% 15% 35% 55%
水力停留时间 HRT 5.12±0.55h
温度 T
溶解氧 DO
回流比 R
18.5~22.5℃ 2.5~5.0mg/L
100%
图 3 PR=0%、15%、35%、55%时对 COD 的去除效果 2．填充率对 NH4+-N 去除效果影响
图 5 PR=0%、15%、35%、55%时对总磷的去除效果 图 5 ， MBBR 反 应 器 中 ， 进 水 总 磷 浓 度 约 为 1.6~3.6mg/L ， 填 料 填 充 率 为 PR=0% 时 ， 总 磷 去 除 率 55.9~66.1%；PR=15%时，去除率 60.0~64.9%；PR=35% 时，去除率 60.9~67.9%；PR=55%时，去除率 62.7~65.6%。 试验中除磷效果最好的可以达到 65.6%。 结果显示，在整个过程中起到除磷效果的微生物主要存 在于悬浮状的污泥中，填充率的大小对除磷的效果没有明显 的影响，主要因为除磷还是依托聚磷菌对磷的过量吸收，通 过排泥排除系统外，通过以上试验也可以得出，反应器中悬 浮填料的填充比对除磷作用不明显，不能起到决定性作用。 四、结论 试验结果显示，悬浮填料活性污泥在没有悬浮填料时起 到主要降解有机物的作用，当投加悬浮填料后使反应器内总 生物量增加，进而提高对 COD、NH4-N 的去除率。从对 COD 和 NH4-N 的去除率等方面来看，填充率在 35%的悬浮填料 最为适宜。对增加悬浮填料的反应器研究得出，悬浮填料对 COD 和 NH4-N 进水浓度变化有较好的抗冲击负荷能力。增 加悬浮填料对提升磷的去除率上所起到的作用是比较小的。
87.9%~94.0%。填充率在 55%时去除率比在 35%时稍高。
去 除 率 效 果 表 现 为 ： PR=55% ＞ PR=35% ＞ PR=15% ＞
PR=0%。实验中进水 COD 浓度突然增加，有悬浮填料的反
应器对 COD 去除率有较好的抗冲击负荷能力。
3．填充率对 TP 去除效果影响 生物除磷主要依靠聚磷菌类微生物，提供适宜条件，使 其过量吸收磷以聚合形态于体内，形成高磷污泥排除系统， 达到除磷的目的。
专项的“节地型城镇污水处理工艺技术研究与工程示范（2013ZX07314-003-03）”。
关键词：移动床生物膜反应器；悬浮填料；生物膜；生活污水；提标改造
中图分类号：X703
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2019）06-0211-02
引言
移动床生物膜反应器（MBBR- Moving Bed Biofilm
摘 要：移动床生物膜反应器（MBBR）中试，采用日处理水量 40m3/d 时，水力停留时间为 1.92h，系统出水水
质稳定，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》一级 A 标要求。研究得出悬浮填料填充比为
35%较适宜，系统对 COD、氨氮等的去除效果较好。课题为国家建设部“十二五”水体污染控制与治理科技重大
第 19 卷 第 6 期 2019 年 6 月
中国水运 China Water Transport
Vol.19 June
No.6 2019
移动床生物膜反应器（MBBR）工艺的填料填充率中试研究
施宇震 1，刘 月 2，施永生 2，张先斌 3
（1.昆明理工大学 环境与科学工程学院，云南 昆明 650500；2.昆明理工大学 建筑与土木工程学院，云南 昆明 650500； 3.云南华博工程设计有限公司，云南 昆明 650200）
三、结果和讨论
填充率的大小决定了悬浮填料的比表面积，一般为
10%~70%之间，过低会降低处理效果，过高则影响到水流
的水力特性。沈雁群等[3]研究过填充率对 COD、NH4+-N 去
除 效 果 。 张 鹏 等 [4] 研 究 MBBR 工 艺 在 填 料 填 充 率 在
30%~40%比在 40%~50%之间对 COD 去除率要高。
入中试段。设有两套完全一样的 1 号和 2 号生化反应装置。
进水
搅拌器
缺氧池
好氧池
回流污泥
污水厂沉砂池出水
进水调节 桶
编号 1 2 3 4
出水
二 沉池
进水泵
图1
鼓风机
微孔曝气盘
电磁流量计 污泥回流泵
MBBR+A/O 组合工艺装置流程图
剩余污泥
表 1 试验采用的设备名称和主要参数
设备名称 移动床生物膜反应器
（3）增大填料接触面积，促进新陈代谢，增强除污能力。
（4）节约用地。
MBBR 关键构件是密度接近于水的轻质悬浮载体[2]，填
料是生长和吸附、降解有机物的主要场地，填充率不同，降
解的效果也不同。课题中试研究选用填料为常用的 K 型填料。
二、试验装置、材料和方法
1．试验装置
试验在昆明七污厂内，污水经粗、细格栅及沉砂池后进