绿色“一带一路”技术 | 磁介质生物反应器（MagBR-MBBR）技术

通过生物降解技术处理废弃物是绿色化学的一个应用 #生活常识# #环保生活Tips# #绿色化学#

导读

为促进“一带一路”共建国家的环保技术交流和产业合作，推动国内外环保先进实用技术推广应用，服务绿色“一带一路”建设和打好污染防治攻坚战，在生态环境部相关部门指导下，生态环境部对外合作与交流中心和中国环境保护产业协会联合开展了2020年绿色“一带一路”技术储备库技术征集活动并形成2020年绿色“一带一路”技术储备库入选技术清单，共计54项。现开通绿色“一带一路”技术储备库技术展示专栏，陆续展示纳入技术储备库的先进实用环保技术。

磁介质生物反应器（MagBR-MBBR）技术

一、技术持有单位

中建环能科技股份有限公司

二、适用范围

适用于一带一路共建国家的磁介质生物反应器一体化设备是结合村镇污水治理发展研究出来的可持续发展产品。适用于分散式点源截污治理，广泛适用于村镇污水、新农村聚居点、学校、旅游景点、高速公路服务区、酒店、小型企事业单位、医院及工业园区生活污水、工业废水的处理及回用。

三、主要技术内容

（一）基本原理

MagBR磁介质生物反应器是应用于分散式污水处理的一体化生化处理系统,以传统MBBR和SMBR为工艺基础，通过在好氧反应单元投加具有完全自主知识产权的磁性悬浮材料，强化生化反应效果。磁性载体在该产品中的创新型运用，降低了生物种群丰度，提高了优势菌群比例，优化了微生物群落结构。相较于传统A2/O工艺，产品具有节省占地面积15%以上，吨水能耗降低10%以上，出水稳定达标等特点。

MagBR-MBBR磁介质生物膜反应器是在传统的MBBR生物移动床工艺上创新开发出的高效复合床法水处理设备，该设备在悬浮填料改良及智能控制优化等方面进行了技术革新。基于复合高分子配方与耦合加磁技术开发的亲水性磁性悬浮填料具有良好的生物特性及流体力学特性，通过磁性原理，增加溶解氧、提高微生物活性，大幅提升MBBR设备的污水处理效率、缩短生物反应流程，根据此工艺分别开发出磁介质生物膜反应器（MagBR-MBBR）（地上式）和磁介质生物膜地埋式反应器（MagBR-MBBR）。

磁介质膜生物反应器（MagBR-SMBR）基于A2/O+MBR的组合工艺可以实现同步除碳和脱氮除磷功能。MagBR-SMBR工艺好氧段设置了磁性悬浮填料，提高了反应池的生物量和生物活性，显著提高污水的处理效率，MagBR-SMBR工艺集厌氧、缺氧、好氧、膜过滤为一体，集成A2/O与MBR的优点，可在维持高浓度活性污泥的情况下，实现精确的缺氧和好氧的过程控制，使SMBR具有更加优异的脱氮除磷效果。

（二）技术优势

磁介质生物反应器（MagBR-MBBR）（地上式）一体化设备的规格有50-300t/d，磁介质生物膜地埋式反应器（MagBR-MBBR）规格有5-50t/d，磁介质生物反应器（MagBR-SMBR）规格有50-300t/d，可以满足不同客户的需求。

磁介质生物反应器具有抗冲击能力强，抗水质、水量、温度变化冲击能力强，可快速适应水质变化；出水水质好，对COD、氨氮、TP、TN具有优异的处理效果，出水水质满足一级A标或者地表水准Ⅳ类标准；设备模块化设计，一体化撬装式结构，安装简单便捷，占地面积小；操作简单，设备自动化运行，操作简单，支持远程监控，不需要专业专职人员管理；维护费用低，生物填料无堵塞、损耗低，长期使用不需要更换填料等优势，自主研发的悬浮填料，在改良及智能控制优化等方面进行了技术革新。基于复合高分子配方与耦合加磁技术开发的亲水性磁性悬浮填料具有良好的生物特性及流体力学特性，通过磁性原理，增加溶解氧、提高微生物活性，大幅提升MBBR设备的污水处理效率、缩短生物反应流程。磁性悬浮填料具备以下技术优势：

1、浸润角更低，亲水性更好；

2、比表面积更高，提供更多的微生物繁殖场所，提高微生物挂膜速度；

3、加入磁性物质，流化性能更好，更易亲和。

目前MagBR磁介质生物反应器成功应用于北京、四川、湖北、重庆、宁夏等地河道水质提升、农村污水治理和污水处理厂溢流污水、短期控源截污处理等领域。

四、技术指标及使用条件

（一）技术指标

工艺流程：

1、MagBR-MBBR一体化污水处理设备（地上式），主体工艺为“A2O+MBBR”，其流程图如下：

注：矩形线框内为一体化污水处理设备，其余部分为混凝土构筑物

（1）污水经预处理后提升至反应器内，先进入厌氧反应池进行厌氧氨化与释磷反应。

（2）再自流进入缺氧池，与回流的硝化液进行反硝化反应。

（3）缺氧池出水自流进好氧池，在好氧池中通过好氧生化去除有机物，同时利用磁性填料膜上硝化菌将氨氮转化为硝酸盐，达到去除氨氮的作用。

（4）好氧池出水自流进膜生物反应池，通过自吸泵从膜组件中抽吸出水，实现泥水分离。出水稳定达到地表准Ⅳ类水。

2、MagBR-MBBR一体化污水处理设备（地埋式）

生活污水经过收集管道进入污水处理站，进入污水处理站的污水先通过预处理一体化设备中的人工格栅（提篮式人工格栅）除去污水中颗粒较大的悬浮物后进入污水调节池中均化和储存，在液位控制器的控制下污水被定量的提升到MagBR-MBBR一体化污水处理设备中，污水通过厌氧、缺氧、好氧和斜管沉淀，经过消毒处理后达标排放。

3、磁介质生物反应器（MagBR-SMBR）一体化污水处理设备

污水经过格栅实现对大颗粒物及垃圾的截留，在调节池调节水量、均和水质后进入厌氧池、缺氧池利用微生物的降解能力将污水中较难分解的有机高分子污染物分解成较易分解的有机低分子污染物，同时通过将SMBR膜池泥水混合物回流至缺氧池，依靠原水中的含碳有机物利用反硝化细菌的反硝化作用将氮氨转化为氮气。缺氧池内混合液自流至好氧池、MBR膜池，利用好氧微生物将污染物最终分解成二氧化碳和水，并利用好氧微生物的聚磷作用将磷从污水中分离出来，再经膜的过滤作用实现泥水混合物的固液分离，从而达到去除有机物、实现脱氮除磷的目的。SMBR反应池出水经过紫外消毒后达标排放。

处理效果：

1、磁介质生物反应器（MagBR-MBBR）

表格中数据为经验预测值，出水以实际数据为准

城市污水经二级处理后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但污水中仍可能含有沙门氏菌、大肠杆菌等各种致病的微生物，为确保公共卫生安全，因此污水排放水体前应进行消毒处理。

2、磁介质生物反应器（MagBR-SMBR）

运行成本：

1、以MagBR-MBBR 100 m3/d一元化污水处理设备为例的运行费用

MagBR-MBBR一体化设备可根据具体要求设计为单元组合式，方便运输与吊装，可在项目现场进行组装。一体化污水处理设备包括高效缺氧池、好氧池、除磷反应池、高效沉淀池、反洗水池和过滤池。设备主体材料采用碳钢材质，该工艺占地面积小，处理效率高，在相同污水处理规模下，采用本技术可减少占用土地，节省能耗，从而减少工程投资，降低治理成本，故在总投资和运行费用上占有一定的优势。

本项目污水处理直接费用主要包括设备动力消耗、药剂消耗费等，水量按100m3/d，年运行按360天计算。（本项目不需要安排专人操作，只需要定时巡检，人工费用不计入运行成本）。

2、以MagBR-SMBR 100m3/d一体化污水处理设备为例的运行费用

环境影响：

污泥排入污泥池好氧消化减量，吸粪车定期抽排外运。

（二）条件要求

适用于分散式点源截污治理，广泛适用于村镇污水、新农村聚居点、学校、旅游景点、高速公路服务区、酒店、小型企事业单位、医院及工业园区生活污水、工业废水的处理及回用。

（三）典型规模

1、MagBR-MBBR磁介质生物反应器性能参数表:

2、MagBR-SMBR磁介质生物反应器性能参数表:

3、MagBR-MBBR-DM地埋设备性能参数表：

五、关键设备及运行管理

（一）主要设备

主体设备主要包括：格栅、调节池、MagBR一体化污水处理设备（厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池）、砂滤池、消毒池和清水池等。

（二）运行管理

电控室设定运行参数，采取PLC进行在线控制，运行过程无需人工干预。并且采用基于RTU（远程终端单元）实现远程监控和控制技术，设备系统可无人值守，实现智慧云平台服务。

六、投资效益分析

以介质生物反应器（MagBR-MBBR）(地上式)--100t/d项目为例。

（一）投资情况

（二）运行费用

（三）效益分析

1、经济效益分析

该污水处理工程的建设，将进一步完善社区的基础设施，对周边环境质量的保持和提升，提高当地民众生活和健康水平，促进当地经济发展和旅游事业具有重要作用。

2、环境效益分析

以100m3/dMagBR-SMBR设备为例：污水处理站能有效控制排水水质，出水达到《地表水环境质量标准》（GB3838－2002）中的地表水IV标准（其中TN为10mg/L），大量削减污染物，减少对环境的危害。本项目的实施可带来良好的环境效益，主要污染物年减排量如下：

CODcr：（300-30）×100×360×10-6=9.72吨/年；

BOD5:（150-6）×100×360×10-6=5.18吨/年；

TN：（40-10）×100×360×10-6=1.08吨/年；

TP:（4-0.3）×100×360×10-6=0.13吨/年。

七、技术成果鉴定与鉴定意见

（一）组织鉴定单位

四川省科学技术厅

（二）鉴定时间

2017年

（三）鉴定意见

该项目成果评议，总体达国际同类研究先进水平，创新性突刺，社会经济效益显著。

八、推广与应用示范情况

（一）推广情况

目前MagBR磁介质生物反应器成功应用于北京、四川、湖北、重庆、宁夏、江苏、杭州等地农村污水治理、乡镇污水治理和河道水质提升、污水处理厂溢流污水、短期控源截污处理等领域。

（二）应用情况

1、主要用户名录

2、用户意见

承担单位完成了当阳市沮漳水务有限公司污水处理设备采购项目共计21个污水处理站点建设工作，处理规模合计为960m3/d，满足合同中建设要求。

根据承担单位提供的资料，所有21个污水处理站出水水质：化学需氧量COD≤50mg/L，生物需氧量BOD≤10mg/L，氨氮≤5（8）mg/L，PH值6-9，水质在线检测仪通过对比检测，污水站出水水质与设计相符，工程运行稳定，满足合同中服务要求。

项目的建设运行有效解决了当阳市农村污水直排问题，为该市农村水污染治理、人居环境改善发挥重要作用。

九、专利及获奖情况

（一）专利情况

（二）获奖情况

1、MagBR磁介质生物反应技术入选《北京市水污染防治技术指导目录》；

2、2017年获得四川省科学技术二等奖；

3、2017年获得成都市生态环保创新创业大赛一等奖。

十、技术服务方式

本技术的设计、实施、技术配套、售后服务等可全部由中建环能科技股份有限公司独立操作，高效、规范的工作保证项目保质保量地完成。公司有专人负责售后服务，能够为客户提供最佳的售后服务。

对接洽谈

生态环境部对外合作与交流中心

技术交流部

联系人：孔德、费伟良

邮箱：kong.de@fecomee.org.cn

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