今天“水進(jìn)展·水圈”群主劉智曉在“水進(jìn)展水圈群”里發(fā)起了討論話題：“MBBR of the Future”.就MBBR/IFAS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、設(shè)計方法、存在問題及未來展望進(jìn)行了熱烈探討，形成了一些觀點(diǎn)。
“水進(jìn)展·水圈”參與討論群友：
廣州華浩馮祥軍高工；華東理工舒鵬博士；諾衛(wèi)環(huán)境閻懷國總工；首創(chuàng)股份劉智曉博士；東北院高旭副總工；華北院九院李金河總工；利爾化學(xué)張成甫博士；江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究院陳珺總工；華北院二院劉龍志副院長高工；華北院二院周丹副總工；哈爾濱理工大學(xué)閆險峰教授等
馮祥軍首先提供了幾張MBBR填料的掛膜圖片和鏡檢照片，展開了本期話題。根據(jù)馮祥軍的試驗觀察，在溶解氧充足的情況下，填料最早長的是鐘蟲，時間久了會有后生動物，生物鏈逐漸延長。生物膜里面有輪蟲和線蟲。污泥量并不一定會增加，但延長了泥齡，應(yīng)該算是雙泥齡，運(yùn)行能耗會增加，硝化效果好，反硝化效果好像沒有明確的數(shù)據(jù)。
舒鵬建議這種填料的表面需要進(jìn)一步親水性優(yōu)化。閻懷國提出MBBR在缺氧池應(yīng)用比較少，但有一個案例脫氮效果比較好。張成甫的觀點(diǎn)是反硝化有類似的填料，規(guī)格更小一些。這樣的填料大規(guī)模用于不新增構(gòu)筑物的情況下提標(biāo)。劉智曉提出反硝化MBBR國外有十多年的成熟案例，國內(nèi)之前尚沒大規(guī)模案例，但是2014年首創(chuàng)在山東東營做了一個反硝化MBBR，正在調(diào)試中，這是國內(nèi)第一個反硝化MBBR。李金河說華北院最近做了一個5萬噸后置反硝化的，運(yùn)行可以去除10mgl總氮，就是乙酸鈉量太大，HRT2h，TN去除10mg/l。
高旭提到應(yīng)用實(shí)例青島團(tuán)島污水廠提標(biāo)效果很好，進(jìn)水cod800～1000，進(jìn)水總氮125，出水達(dá)到一級A。主要增加硝化功能。mbbr不同于ifas工藝�，F(xiàn)在東北院也越來越接受這個工藝，特別是在低溫硝化和提標(biāo)方面。效果確實(shí)不錯，青島某廠家產(chǎn)品在內(nèi)蒙古林河提標(biāo)一個氧化溝工藝，水溫低于6度，仍然可以達(dá)標(biāo)。舒鵬想明晰的一點(diǎn)是填料上掛膜的生物膜內(nèi)層通常的厭氧缺氧條件，所以可以進(jìn)行有效的脫氮。馮祥軍提出疑問，填料上的膜挺薄的，不知道是否能形成缺氧環(huán)境。高旭也認(rèn)為這個不明顯，主要解決短泥齡硝化的功能，生物膜很�。�MBBR填料生物膜內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)缺氧區(qū)域，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)SND,劉智曉注）。陳珺認(rèn)為填料上的生物膜不僅僅在于厚度，而在于面積。
生物池填料的投加比是大家關(guān)注的一個問題，對于投加比，李金河給出填料投配比為20-60%，一般投配區(qū)投配比30%-40%左右，mbbr已初步成熟，產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10月份也頒布了。李德強(qiáng)認(rèn)為60%有點(diǎn)高，流化會有問題。張成甫指出這個填料也是國家重大科技公關(guān)成果。但個人認(rèn)為也不要太過拔高填料的意義，最終效果的保證需要太多的前提條件和過程控制。李金河指出目前在研究上集中在兩個方向:1.產(chǎn)品開發(fā)，材料、密度、強(qiáng)度、比表面積、掛膜量等等2.工程應(yīng)用，負(fù)荷、流態(tài)等，這個很難用試驗摸索，863和水專項均立項專門研究。
張成甫的經(jīng)驗是掛摸后還是會沉淀。做不到懸浮，是個潛在的工程問題，但這個實(shí)例應(yīng)用的場合是工業(yè)污水，污染負(fù)荷非常高。從山東市政污水工程案例現(xiàn)場來看，市政污水掛膜接近6年的樣子沒有沉淀現(xiàn)象。高旭也認(rèn)為沉淀情況較少出現(xiàn)。馮祥軍也沒發(fā)現(xiàn)沉淀，停止曝氣后填料馬上上浮。
對于曝氣和攪拌方式，陳珺認(rèn)為這個工藝的曝氣攪拌非常重要，曝氣系統(tǒng)通常做成在水流方向的垂直斷面上形成環(huán)流。要是均勻地布置曝氣頭，填料容易漂浮在水面。馮祥軍認(rèn)為保證流化，要增大曝氣量。以高旭在團(tuán)島的經(jīng)驗，生化池內(nèi)DO=1.5～2.0，并不高。如果設(shè)計的好，完全可以解決流化的問題。馮祥軍說無錫一些廠的經(jīng)驗是氨氮達(dá)標(biāo)了，能耗也升高了。陳珺的提出是那么低的DO倒是很少見，需要控制生物膜的厚度，國外的一些案例都在3-4mg/L。Brookfield WWTP:3mg/l，James river WWTP: 4mg/l，Marquette lileWWTP:4mg/l。高旭認(rèn)為好的產(chǎn)品是掛膜快，薄實(shí)際運(yùn)行案例DO國內(nèi)有達(dá)到5～6mg/L的。
牧馬草原提出大規(guī)模應(yīng)用的話，曝氣是否采用微孔，是否是從微孔曝氣頭布置方式上做些文章。高旭的實(shí)例不是用微孔曝氣器，用穿孔管曝氣。并且不是均勻布置。閆險峰也認(rèn)為曝氣方式和曝氣量的選擇很重要！同時常時間運(yùn)行后池內(nèi)懸浮污泥量要高些！根據(jù)經(jīng)驗，池內(nèi)D0不宜過高，在1.0左右即可！高旭認(rèn)為填料設(shè)計自清洗功能也很重要。牧馬草原的疑問是不是微孔雖然效率高但起不到攪拌剪切的效果？還是其他原因��？高旭認(rèn)為不全是，流化有專門的攪拌器。陳珺認(rèn)為曝氣的一個重要用途是促使填料摩擦，控制生物膜的厚度。劉智曉認(rèn)為生物膜厚度是一個相對概念，每個季節(jié)都有不同，池子的位置不同，生物膜厚度也不同；即使同一個填料，在填料的不同位置，生物膜厚度也不一致生物量在MBBR池分布是不均衡的，對于MBBR工藝的設(shè)計，劉智曉先給出了國外某WWTP實(shí)際測定的biomass數(shù)量沿池分布圖，見下圖。
馮祥軍的疑問是看到有的設(shè)計做了隔板形成環(huán)流，但不知道實(shí)際運(yùn)行中有沒有這樣做設(shè)計的，國內(nèi)好像都是提標(biāo)改造工程中應(yīng)用，應(yīng)該都沒做隔板。閆險峰說工業(yè)用建議分格，市政大水量擋板！同時這種工藝很需要技術(shù)人員的運(yùn)行水平，在調(diào)試期是一種運(yùn)行方式，決定了硝化反硝化菌能否成長，運(yùn)行期膜的增長又需曝氣量的調(diào)整，確保穩(wěn)定和脫落！總之考驗操作技術(shù)人員！否則，事得其反！張小心的經(jīng)驗擋板是有應(yīng)用實(shí)例的，西安某水廠就采用了是可行的，設(shè)計非常巧妙。
對于填料產(chǎn)品質(zhì)量，東北院高旭的設(shè)計思想是，如果業(yè)主不接受高質(zhì)量的產(chǎn)品，我寧可不設(shè)計IFAS工藝，這方面，江南李激教授很有心得，她在無錫實(shí)驗時，有些廠家的產(chǎn)品干脆不掛膜。陳珺認(rèn)為這個工藝是個系統(tǒng)的設(shè)計，也不光是那個填料，曝氣、塞網(wǎng)都很重要。對于陳珺提出的固液分離方法，李金河答復(fù)桶式、孔板式都有。
MBBR的設(shè)計參數(shù)的擇取和一直是困擾行業(yè)的問題，劉智曉首先提出引導(dǎo)性問題：MBBR設(shè)計到底是以容積負(fù)荷還是面積負(fù)荷？設(shè)計設(shè)計過程中設(shè)計院如何確定的？反硝化MBBR的設(shè)計的NO3-N負(fù)荷是多少？
李金河介紹華北院這幾年在MBBR與SBR、卡魯塞爾、百洛克、A2O等結(jié)合HYBAS用于提級改造進(jìn)行了很多工程實(shí)踐，還是有效果的，尤其是低溫、低碳源、穩(wěn)定水質(zhì)等方面。
對于十月份出臺的MBBR產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，高旭說這個標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，沒有提反硝化速率（當(dāng)時鄭興燦主編時提出一個產(chǎn)品的硝化速率值，與會專家不同意）。陳珺說反硝化速率大概是1-2gNO3-N/m2.d，和碳源類型、水溫都有關(guān)。大概2010年前去瑞典馬爾默的時候，他們正好在調(diào)試這個反硝化MBBR，印象比較深，這個方面Odegaard是權(quán)威。高旭認(rèn)為后置反硝化由于加了碳源，反硝化速率應(yīng)該很好。李金河說產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)目前只有硝化速率。劉智曉基本認(rèn)可提出這些專家的觀點(diǎn)。對于MBBR產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，是否應(yīng)該給出硝化、反硝化速率等基本工藝參數(shù)，大家存在分歧。劉智曉認(rèn)為國內(nèi)MBBR設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，基本依賴產(chǎn)品廠家提供參數(shù)，造成設(shè)計的混亂，出臺的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該盡快指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計，給定基本的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)范圍。高旭認(rèn)為產(chǎn)品明確硝化速率不應(yīng)該，華北院李金河同意東北院高總意見，承載該承載的，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程、設(shè)計規(guī)范還是有區(qū)別的。李金河說今后有標(biāo)準(zhǔn)了，也許還要改進(jìn)，但總有一個相同的平臺了，這也是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的意義吧。劉智曉倒是認(rèn)同這個說法，陳珺也說這是特殊情況下的一種解決方法。閆險峰教授不建議僅僅是出臺這樣的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，建議應(yīng)盡快出臺設(shè)計規(guī)程！
國內(nèi)為數(shù)不少的MBBR運(yùn)行的都不盡理想。成功的MBBR涉及因素太多了，一旦一種因素沒有控制好，后期運(yùn)行都是麻煩。對于MBBR總體設(shè)計，華北院劉龍志認(rèn)為MBBR要設(shè)計好并不簡單，不過填料可以分步投加，用操作的靈活性彌補(bǔ)了計算的欠缺，運(yùn)行良好的MBBR有幾個設(shè)計細(xì)節(jié)很關(guān)鍵。劉龍志認(rèn)為好的水利狀態(tài)，池型布置，尤其是出水區(qū)的設(shè)計，曝氣強(qiáng)度，攪拌器選型是MBBR能否成功的幾個最為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。李金河認(rèn)為MBBR設(shè)計，負(fù)荷只是很小的一個方面，流態(tài)更為重要,工程實(shí)踐變得非常重要。劉智曉承認(rèn)設(shè)計細(xì)節(jié)的重要性，但是認(rèn)為MBBR池型設(shè)計、攪拌器配置、曝氣系統(tǒng)設(shè)計這方面在國外比較成熟了。我們目前恰恰缺乏對MBBR設(shè)計的本質(zhì)認(rèn)識。劉智曉認(rèn)為，MBBR未來的發(fā)展，認(rèn)為厭氧氨氧化MBBR或許是其未來的出路之一。
對于設(shè)計負(fù)荷的采用，設(shè)計院一方表示，目前實(shí)際做法是將填料生物量折算為混合液MLSS來通過SRT用ATV方式計算，劉智曉認(rèn)為這是不科學(xué)的。國際上容積負(fù)荷和面積負(fù)荷的計算，這兩種方式都可以的，但是面積負(fù)荷更科學(xué)。高旭認(rèn)為應(yīng)該是有效生物膜面積。劉智曉給出了下表供大家參考。
劉龍志說在設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，負(fù)荷理論很重要，但是從實(shí)際操作的環(huán)節(jié)，填料少了可以再加，硬件沒設(shè)計好，是根的問題。負(fù)荷計算我們會從兩個方面核算。一是基于泥齡，即污泥量，二是用硝氮負(fù)荷，兩個計算方法校驗。周丹提出設(shè)計方法是是用純填料8kg/m3來計算，是根據(jù)某廠家提供的總污泥量折算過來的。然后再按常規(guī)的方法計算生物池，設(shè)計人員更容易理解。陳珺認(rèn)為MBBR 都是按面積考慮，BAF按容積考慮。李金河的經(jīng)驗是國內(nèi)主流是泥齡法，容易理解寫些。對于污泥負(fù)荷，劉龍志介紹目前設(shè)計院MBBR設(shè)計是將填料生物量進(jìn)行折算，大概8kg MLSS/m3填料，是簡單折算，然后基于ATV的計算以泥齡為基礎(chǔ)，李金河補(bǔ)充說這個折算單位可能是3-4kg/m3，相當(dāng)于折算成污泥濃度。劉智曉認(rèn)為這種折算存在一些問題，因為填料上的biomass和活性污泥的biomass性質(zhì)及菌群結(jié)構(gòu)差異巨大，填料上的硝化菌占比是活性污泥比例的幾倍， FAS里面不同形式的微生物，懸浮態(tài)的和附著態(tài)的，硝化速率是不同，差別很大不能籠統(tǒng)折算（見下圖）。劉智曉進(jìn)一步表示，認(rèn)為填料上的MLSS組成是和懸浮態(tài)MLSS組成差距巨大。懸浮態(tài)的硝化菌比例一般很低，而填料上的則高出幾倍。統(tǒng)一折算為MLSS，再計算SRT，再得出池容，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。懸浮態(tài)硝化菌占2-3%，兩種性質(zhì)完全不同的MLSS，折合在一起是很不合理的。劉龍志認(rèn)為有個折算關(guān)系，但是兩個計算體系有不同計算方法。劉龍志提出了一個非常重要的問題，即填料的加入肯定降低懸浮污泥濃度，懸污污泥和附著污泥不是簡單的互補(bǔ)關(guān)系，還有競爭關(guān)系大部分人忽視了這個。劉龍志認(rèn)為實(shí)際上，不管以氮負(fù)菏計算，還是折算成泥齡，都回避不了MLSS此消彼長的問題。
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