反硝化

移動(dòng)床反應(yīng)器已經(jīng)被成功應(yīng)用于前置、后置和組合反硝化工藝中。與其他的生物反硝化工藝相同，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的因素有：

1)      反應(yīng)器內(nèi)有合適的碳源和恰當(dāng)?shù)奶嫉龋?

2)      所需的反硝化程度；

3)      污水溫度；

4)      回流或上游來水的溶解氧。

前置反硝化的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器

當(dāng)需要去除BOD、硝化和中等程度的脫氮時(shí)，前置反硝化的MBBR非常適合。為了充分利用缺氧反應(yīng)器的容積，進(jìn)水中的易生物降解COD和氨氮（C/N）比值應(yīng)合適。因?yàn)镸BBR的硝化階段需要升高溶解氧，因此回流中的溶解氧對(duì)MBBR的性能有很大影響。由此在生產(chǎn)上產(chǎn)生了一個(gè)最經(jīng)濟(jì)回流比（Q_回流/Q_進(jìn)水）的上限值。超過此值再增加回流時(shí)，反硝化的總體效率就會(huì)下降。如果污水性質(zhì)適合前置反硝化，在回流比為（1:1）～（3:1）時(shí)，脫氮率一般在50%～70%之間。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，反硝化速率會(huì)受到以下因素的影響：地點(diǎn)、污水性質(zhì)（比如C/N）的季節(jié)性差別、帶入反應(yīng)器的溶解氧濃度和污水溫度等。

后置反硝化的移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器

當(dāng)污水中的可降解碳天然不足、或已被上游工藝所消耗，或污水處理廠占地受限需要簡(jiǎn)潔高速的反硝化時(shí)，可考慮后置反硝化的MBBR。因?yàn)榉聪趸阅懿皇軆?nèi)循環(huán)或碳源的影響，因此后置反硝化工藝可在較短的HRT下獲得很高的脫氮率（>80%）。

如果出水BOD和硝酸鹽的要求比較嚴(yán)格，在后置反硝化的后面或許會(huì)需要一個(gè)小型的曝氣MBBR。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，如果上游有沉淀工藝，則可能在后置反硝化中會(huì)出現(xiàn)磷濃度無法滿足細(xì)胞合成之需，此時(shí)會(huì)使反硝化性能受到抑制。

當(dāng)碳的投加過量時(shí)，外加碳源的最大硝酸鹽載體表面積去除率（SARR）可大于2g/(m²·d)。圖1-9給出了不同碳源和不同溫度下的硝酸鹽表面積去除率。

                                             圖1-9 不同碳源的載體表面積去除率與溫度的關(guān)系

前置/后置組合反硝化移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器

可將前置和后置反硝化的移動(dòng)床反應(yīng)器組合起來，從而利用前置反硝化的經(jīng)濟(jì)性和后置反硝化的良好脫氮性能。設(shè)計(jì)時(shí)可考慮在冬季將前置反硝化反應(yīng)器作為曝氣池使用。這是因?yàn)椋?

1)      增加曝氣反應(yīng)池體積有助于提高硝化效果；

2)      較低的水溫會(huì)導(dǎo)致溶解氧濃度上升和溶解性COD減少，從而影響前置反硝化的效能。

3)      冬季時(shí)，后置反硝化反應(yīng)器可承擔(dān)所有的脫氮任務(wù)。

反硝化的攪拌

在反硝化MBBR中，一直使用軌行潛水機(jī)械攪拌機(jī)來循環(huán)和混合反應(yīng)器內(nèi)的液體及載體。設(shè)計(jì)攪拌器時(shí)應(yīng)專門考慮以下方面：（1）攪拌器的位置和方向；（2）攪拌器類型；（3）攪拌能量。

生物膜載體的相對(duì)密度大約為0.96，因此在沒有外加能量時(shí)會(huì)漂浮在水中，這與活性污泥工藝不同?；钚晕勰喙に嚊]有外加能量時(shí)，固體（污泥）會(huì)沉淀下來。由此，在MBBR中，攪拌器應(yīng)放置在接近水面的位置但不能離水面太近，否則會(huì)再水面產(chǎn)生漩渦從而將空氣帶入反應(yīng)器內(nèi)。攪拌器應(yīng)略微向下傾斜，這樣可把載體推到反應(yīng)器的深處。一般來說，不曝氣的MBBR需要25～35w/m³的能量來攪動(dòng)全部載體。

反硝化MBBR的攪拌應(yīng)特殊考慮。并不是所有攪拌器都適合在MBBR內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間地使用。攪拌器制造商（ABS公司），利用幾個(gè)MBBR裝置開發(fā)了專門適合移動(dòng)床反應(yīng)器的ABS 123K攪拌器。這種攪拌器采用不銹鋼材質(zhì)的、向后彎曲的攪拌槳，這樣能夠耐受載體對(duì)攪拌槳的研磨。為了防止破壞載體和磨損攪拌槳，ABS 123K攪拌器沿著螺旋槳的翼焊上了12mm的圓棒。用于移動(dòng)床反應(yīng)器時(shí)，ABS 123K攪拌器的轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)停?0Hz時(shí)為90rpm，60Hz時(shí)為105rpm）。

攪拌反硝化MBBR所需的混合能與載體填充比和預(yù)期的生物膜生長(zhǎng)情況有關(guān)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，低載體填充比（比如<55%）下攪拌的效率較高。填充比較高時(shí)，攪拌器很難將載體循環(huán)起來，因此應(yīng)避免采用高的載體填充比。低填充比和相應(yīng)的高載體表面負(fù)荷會(huì)加大生物膜濃度，從而使載體下沉，使攪拌器更容易攪動(dòng)載體并使之在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)。從這個(gè)角度考慮，選擇適當(dāng)?shù)姆聪趸磻?yīng)器尺寸是非常重要的，因?yàn)楹线m的反應(yīng)器尺寸能使填充比和機(jī)械攪拌相適應(yīng)。