MBBR(移动床生物膜反应器)处理铁路高浓度粪便污水的探讨

摘要：对铁路高浓度粪便污水及其水质情况进行了分析介绍，提出了mbbr处理高浓度粪便污水的可能性及合理性，为铁路高浓度粪便污水处理提供了新思路。

关键词：高浓度粪便污水 MBBR 填料

一、概述

高速动车组的粪便采用集便箱密封收集后，在站段集中排放。高速铁路列车采用封闭式集便装置，粪便定点排放、处理，因而消除了粪便、污水沿线污染的现象，比一般铁路大有改善[1]。集便器污水主要为粪便污水，这类污水的主要特点为COD、BOD、NH3-N浓度非常高，不能直接排放，也不能直接排入城市污水管网，又难于处理。列车集便器污水的水质特征是“三高”：高有机物浓度、高氨氮、高SS、甚至含有一定的病原菌[2]。目前大多数列车污水经过化粪池简单处理后就直接进入城市污水管网，给城市污水处理厂，尤其是中小城市污水处理厂带来很大的冲击负荷。因此，列车高浓度粪便污水如何处理才能直接排入市政管网或者受纳水体，而且不给市政管网增加处理负荷，且满足经济合理性的要求就成为了处理工艺选择的核心目标。

根据《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ_343-2010）规定，处理后污水进入城市污水下水道关键指标如下：

二、MBBR工艺简介

MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果[3]。MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。

MBBR的载体是聚乙烯中空圆柱体，长5～7mm，直径10mm，内部有十字支撑，外部有翅片，密度0.95g/cm2，空隙率88%，可供生物膜附着的比表面积约 800 m2/m3，能给微生物提供良好的生长环境；填充率可高达67%，可在好氧操作下以空气搅拌，或在兼/厌氧操作下以机械搅拌，使生物接触材在水中均匀的悬浮流动。这种载体的特殊形状使微生物在有保护的载体内表面生长而去除废水中的 BOD5。 生物流化床运用生物膜法的基本原理，并结合了传统活性污泥法的优点，而又超越了活性污泥法及生物膜法的缺点及限制[4]。聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜的应用取代传统活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以使生物池中的菌种浓度大大提高，使生化效率大大增强，有效去除氨氮、磷及难于降解的大分子有机物[5]。

三、铁路高浓度粪便污水应用MBBR处理工艺前景

随着国家环保标准逐步提升，铁路高浓度粪便污水必须经过更严格的处理方能达到排放要求。MBBR工艺运行稳定可靠，抗冲击负荷能力强，脱氮效果好，是一种经济高效的污水处理工艺。在处理生活污水方面，有机物和氨氮的去除率相对传统生物膜AO工艺可以提高10%以上。MBBR工艺在铁路高浓度粪便污水领域具有很大的研究价值和应用前景。

参考文献：

[1] 黄炎歆，张继杰. 铁路集便器污水处理技术的探讨[J]。铁道劳动安全卫生与环保，2005，32（5）：212-215.

[2] 何强，孙倩，翟俊，等. 高氮高浓度粪便污水处理技术研究[J]。重庆建筑大学学报，2007，29（4）：104-106.

[3] 黄炎歆，张继杰. 铁路集便器污水处理技术的探讨[J]。铁道劳动安全卫生与环保，2005，32（5）：212-215.

[4] 魏海娟，张永祥，张粲.移动床生物膜系统SND影响因素研究[J]。环境科学，2009，30（8）：2342-2346.

[5] 邵曙海，崔崇威，张爱，等.低温下两段式MBBR处理城市污水的中试研究[J].中国给水排水，2008，24（9）：93-96.