外形球形性質(zhì)脫氮

多孔球型懸浮填料是一種常用于水處理、廢氣處理、化學(xué)反應(yīng)等領(lǐng)域的填料，由于其特殊的結(jié)構(gòu)和性能，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。

一、多孔球型懸浮填料的結(jié)構(gòu)

多孔球型懸浮填料是由許多小球型顆粒組成的，每個(gè)小球內(nèi)部有許多孔道，形成了大量的表面積。

這種結(jié)構(gòu)使得填料的內(nèi)部空隙非常大，能夠有效地增加填料的氣液接觸面積，從而提高了填料的傳質(zhì)效率。

此外，小球型顆粒的球形結(jié)構(gòu)也使得填料容易流動，從而減小了流體的阻力。

MBBR法的技術(shù)關(guān)鍵在于比重接近于水、輕微攪拌下易于隨水自由運(yùn)動的生物填料。通常填料由聚乙烯塑料制成，每一個(gè)載體的外形為直徑10mm、高8mm的小圓柱體，圓柱體中有十字支撐，外壁有的豎條狀鰭翅，填料中空部分占整個(gè)體積的0.95，即在一個(gè)充滿水和填料的容器中，每一個(gè)填料中水占的體積為95%?？紤]到填料旋轉(zhuǎn)以及總?cè)萜魅莘e，填料的填充比被定義為載體所占空問的比例，為了達(dá)到好的混合效果，填料的填充比大為0.7。理論上填料總的比表面積是按照每一單位體積生物載體比表面積的數(shù)量來定義的，一般為700m2/m3。當(dāng)生物膜在載體內(nèi)部生長時(shí)，實(shí)際有效利用的比表面積約為500m2/m3。

此類型的生物填料有利于微生物在填料內(nèi)側(cè)附著生長，形成較穩(wěn)定的生物膜，并且容易形成流化狀態(tài)。當(dāng)預(yù)處理要求較低或污水中含有大量纖維物質(zhì)時(shí)，例如在市政污水處理中不采用初沉池或者在處理含有大量纖維的造紙廢水時(shí)，采用比表面積較小、尺寸較大的生物填料，當(dāng)已有較好的預(yù)處理或用于硝化時(shí)，采用比表面積大的生物填料。

微生物的生理活動與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微生物才能進(jìn)行正常的生理活動。pH值過大的偏離適宜數(shù)值，微生物的酶系統(tǒng)的催化功能就會減弱，甚至消失。不同種屬的微生物生理活動適應(yīng)的pH值，都有一定的范圍，在這一范圍內(nèi)，還可分為低pH值、適pH值和高pH值。在低或高的pH環(huán)境中，微生物雖然能夠成活，但生理活動微弱，易于死亡，增殖速率大為降低。參與污水生物處理的微生物，一般佳的pH值范圍，介于6.5-8.5之間。MBBR法作為生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的工藝，同樣依賴于微生物的生長以達(dá)到有機(jī)物降解的目的。所以保持微生物佳pH范圍是取得良好污水處理效果的必要條件，當(dāng)污水(特別是工業(yè)廢水)的pH值變化較大時(shí)，需要考慮設(shè)調(diào)節(jié)池，使污水的pH值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進(jìn)行曝氣。

MBBR工藝在高負(fù)荷條件下性能穩(wěn)定，可多級聯(lián)用處理污水。如可將3個(gè)MBBR連接使用處理肉類加工廢水，個(gè)反應(yīng)器的COD負(fù)荷高達(dá)10kg/m3，HRT約為4h，TC0D去除率為50%-75%{第二個(gè)和第三個(gè)反應(yīng)器的總HRT為4～13h，TCOD去除率為75%、SCOD去除率為70%～88%，有機(jī)物去除率與有機(jī)負(fù)荷呈線性關(guān)系。

季民等采用厭氧復(fù)合床生物膜反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)，取得了良好效果。在進(jìn)水C0D為5300～20140mg/L、COD容積負(fù)荷為5.38～20.62kg/m3.d、HRT為0.98d的操作條件下，COD去除率>90%。垃圾滲濾液的成分復(fù)雜，有機(jī)物濃度較高，是一種很難處理的廢水，M.X.Loukidou采用MBBR和SBR聯(lián)合工藝對垃圾滲濾液進(jìn)行了處理，載體使用聚亞胺酯和顆粒活性炭，該工藝對污染物同時(shí)具有物理、化學(xué)和生物降解作用，可有效去除垃圾滲濾液的有機(jī)物、色度和濁度。

MBBR中生物膜主要固著在填料上，污泥停留時(shí)間與水力停留時(shí)間無關(guān)，硝化菌、亞硝化菌等生長世代時(shí)間較長、比增長速率很小的微生物都可以在填料上生長，從而增強(qiáng)了脫氮能力。脫氮過程分為硝化和反硝化兩個(gè)階段，分別由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以實(shí)現(xiàn)硝化菌與反硝化菌在空間上相對立生長，從而優(yōu)化了兩種菌群的生長條件。

MBBR用于生物脫氮取得了較好的效果。RustenN在FREVAR廢水處理廠使用KaldneS型KI填料中試進(jìn)行廢水的脫氮處理，進(jìn)水為預(yù)處理過的生活污水，溫度為4.8℃～20℃。結(jié)果表明，10℃時(shí)，硝化速率達(dá)190gTNK/m2.d，反應(yīng)器的pH>7。前期脫氮效果主要受水中易降解有機(jī)物濃度和MBBR缺氧區(qū)進(jìn)水中溶解氧濃度的影響。該設(shè)計(jì)將MBBR與前硝化、后脫氮、絮凝劑后的固體分離系統(tǒng)結(jié)合使用，如進(jìn)水為25mgTN/L，總氮的去除Ng為70%，空床HRT可達(dá)4-5h。

2，3-二甲基苯胺是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)且有毒不易降解的有機(jī)物，在生產(chǎn)染料和甲滅酸工廠排出的廢水中，含有大量該物質(zhì)。邢國平等采用循環(huán)MBBR對該廢水進(jìn)行處理，當(dāng)HRT較短時(shí)，氨氮的去除率較大，因?yàn)橹饕l(fā)生的是微生物的耗氧，且氨氮的去除率與其容積負(fù)荷成反比。