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污水處理MBBR工藝移動床生物膜反應(yīng)器介紹，污水處理MBBR什么是MBBR？污水處理MBBR工藝的原理及特點，污水處理MBBR工藝填料的判別指標，污水處理MBBR工藝在工程應(yīng)用中的常見問題。

移動床生物膜反應(yīng)器（moving bed biofilm reactor）MBBR由挪威Kaldnes Milj?Teknolgi公司（KMT）、挪威科技大學（NTNU）及挪威工業(yè)與技術(shù)研究基金會（SINTEF）在20世紀80年代合作開發(fā)的新工藝，通過在普通活性污泥池中投加特定的懸浮填料，提高污水處理容積負荷率和出水指標，強化系統(tǒng)對高鹽度、有毒有害化合物的耐受性。MBBR結(jié)合傳統(tǒng)的活性污泥法和生物接觸氧化法的優(yōu)點，而又超越了活性污泥法及生物膜法的缺點及限制，反應(yīng)器中懸浮填料因攪拌在水中自由運動，污水連續(xù)經(jīng)過裝有移動填料的反應(yīng)器時，在填料上生長形成生物膜，通過系統(tǒng)懸浮活性污泥和載體生物膜的吸附、生物氧化等作用，凈化水質(zhì)。

一、污水處理MBBR什么是MBBR？

MBBR工藝是運用生物膜法的基本原理，通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。

運行中的MBBR載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好氧菌，這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在，從而提高了處理效果。

二、污水處理MBBR工藝的原理及特點

1、MBBR工藝的原理

MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在，從而提高了處理效果。

MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點，是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài), 進而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，這就使得移動床生物膜使用了整個反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚長避短，相互補充。與以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動的生物膜”。

2、污水處理MBBR工藝的優(yōu)點

與活性污泥法和固定填料生物膜法相比，MBBR既具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性，又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少的特點。

（1）填料特點

填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的，比重接近于水，以圓柱狀和球狀為主，易于掛膜，不結(jié)團、不堵塞、脫膜容易。

（2）良好的脫氮能力

填料上形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境，硝化和反硝化反應(yīng)能夠在一個反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生，對氨氮的去除具有良好的效果。

（3）去除有機物效果好

反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高，一般污泥濃度為普通活性污泥法的5～10倍，可高達30～40g/L。提高了對有機物的處理效率，同時耐沖擊負荷能力強。

（4）易于維護管理

曝氣池內(nèi)無需設(shè)置填料支架，對填料以及池底的曝氣裝置的維護方便，同時能夠節(jié)省投資及占地面積。

3、污水處理MBBR工藝缺點

（1）反應(yīng)器中的填料依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài)，在實際工程中，容易出現(xiàn)局部填料堆積的現(xiàn)象。為了避免填料堆積現(xiàn)象，需改進曝氣管路的布置以及反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了它的水力特性。實際工程中，當單個反應(yīng)器的長深比為0.5左右且長度不大于3m時有利于填料完全移動。在實際工程設(shè)計時應(yīng)通過大量試驗來優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性，降低能耗，進一步提高MBBR的經(jīng)濟效益。

（2）反應(yīng)器出水往往設(shè)置柵板或格網(wǎng)以避免填料流失，但容易造成堵塞。在實際工程中，可以設(shè)置活動?xùn)虐?，定期進行人工清理，也可設(shè)置空氣反吹裝置以防止堵塞。

三、污水處理MBBR工藝填料的判別指標

1、生物膜的附著性

生物膜的附著能力-評價填料優(yōu)劣的最重要指標生物附著量=受保護的表面積(與填料的設(shè)計運行狀態(tài)構(gòu)有關(guān))× 單位表面積的生物附著量(與填料的性能有關(guān))

2、填料性能

填料性能-評價填料生物附著量的最重要指標

(1)填料表面性能

a、表面構(gòu)造:一般認為表面粗糙度大，掛膜速度快。

b、表面電位:一般微生物帶負電荷，填料表面為正電荷適宜微生物生長。

c、親水性:微生物為親水性粒子，填料親水性好適合微生物生長掛膜狀態(tài)。

(2)水力學性能

a、孔隙率:填料占用的體積，孔隙率高好。

b、形狀尺寸:影響水流、氣流的流態(tài)。

(3)流化性能:與填料的密度有關(guān)。

填料的密度應(yīng)為0.97-1.03，較小的曝氣或攪拌即可實現(xiàn)流化。

3、掛膜成熟判別

肉眼判斷:

生物膜均勻分布于載體表面，越靠近載體表面越致密，反之越松散，同時載體顏色變深，標志著載體掛膜進入了成熟期。

鏡檢判斷:

生物膜結(jié)構(gòu)致密，微生物種類多樣化，固著型纖毛蟲、鐘蟲、累枝蟲等數(shù)量居多，有少量輪蟲、游泳型纖毛蟲出現(xiàn)標志著生物膜的成熟。

四、污水處理MBBR工藝的快速啟動

1、填料投放階段

(1)填料投加時，觀察是否出現(xiàn)堆積現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)堆積停止投放。等第二天繼續(xù)觀察再投加。

(2)投放填料時，采用間歇式曝氣，夜間可持續(xù)曝氣，但是需要減少曝氣量。

(3)運行24小時后，連續(xù)進水2-3小時，再繼續(xù)上述曝氣，運行48小時后，觀察填料上的掛膜情況，并加大進水量延長進水時間，檢查池內(nèi)溶解氧狀況，最好保持在1.5-2.0mg/L左右。運行72小時后，聯(lián)系進水并逐步加到設(shè)計要求，根據(jù)常規(guī)檢查進水出水的水質(zhì)值班，預(yù)計7天左右可到設(shè)計水質(zhì)要求。

2、生物膜的培養(yǎng)階段

所謂生物膜的培養(yǎng)就是通過一定的手段，使處理系統(tǒng)中產(chǎn)生并積累一定量的微生物、使填料上的生物膜達到一定厚度，其培養(yǎng)方式主要有靜態(tài)培養(yǎng)和動態(tài)培養(yǎng)。

(1)靜態(tài)培養(yǎng)

所謂的靜態(tài)培養(yǎng)是:為了防止新生微生物隨水流走，盡可能的提供微生物與填料層的接觸時間，為加快生物膜的形成，開始階段為了避免由于廢水營養(yǎng)單一，故每天一次以C：N：P=100:5:1比例投加尿素、二胺、白糖等營養(yǎng)底物。首先將接種污泥(10%生化有效體積)和廢水泵打入生化池內(nèi)，然后開始曝氣培養(yǎng)。生化池內(nèi)填料的堆放體積按反應(yīng)池有效容積35%~40%。靜置4-5h不曝氣，使固著態(tài)微生物接種到填料上，然后曝氣1h，再靜置2h，曝氣1h，重復(fù)操作，4-5天后，填料表面已全部掛上生物膜，第6天開始連續(xù)小水量進水。

(2)動態(tài)培養(yǎng)

經(jīng)過6天的悶曝培養(yǎng)，填料表面已經(jīng)生長了薄薄一層黃褐色生物膜，故改為連續(xù)進水，進行動態(tài)培養(yǎng)，調(diào)整進水量，控制溶解氧在2~4mg/L之間(用溶氧儀測定溶解氧)。約15天之后，填料上有一些變形蟲、漫游蟲(用生物顯微鏡觀察)，手摸填料有粘性、滑膩感，在20天以后出現(xiàn)鞭毛蟲、鐘蟲、草履蟲游離菌等原生動物。在經(jīng)過20天的培養(yǎng)出現(xiàn)輪蟲、線蟲等后生動物，標志生物膜已經(jīng)長成?？梢蚤_始連續(xù)工業(yè)運行。

3、生物膜的馴化階段

馴化的目的是選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無用的微生物，對于有脫氮除磷功能的處理工藝，通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優(yōu)勢菌群。具體做法是首先保持工藝的正常運轉(zhuǎn)，然后，嚴格控制工藝控制參數(shù)，DO平均應(yīng)控制在2~3mg/l之間，好氧池曝氣時間不小于5小時，在此過程中，每天做好各項水質(zhì)指標和控制參數(shù)的測定，當生物膜的平均厚度在0.2-0.5mm左右生物膜培養(yǎng)即告成功，直到出水BOD5、SS、CODCr等各項指標達到設(shè)計要求。

五、污水處理MBBR工藝在工程應(yīng)用中的常見問題

1、冬季低溫調(diào)試，填料掛膜時間需多長時間？

在一個月就能夠很好的一個實現(xiàn)達標。如果掛膜的話它實際上是一個過程，我們把掛膜分成兩個角度，第一個是我們的肉眼能看到填料上有明顯的生物膜，這個時間是需要七天；第二個就是達標的時間，這個時間在冬季的話大概就是在一個月之內(nèi)；第三個就是生物膜完全成熟的時間，這個就會比較長，因為從專業(yè)的角度，生物膜完全成熟至少要經(jīng)歷一個冬夏的交替，它上面的菌落才能最終的實現(xiàn)穩(wěn)定?？偨Y(jié)，雖說從學術(shù)的一個角度，我們的穩(wěn)定大概就是過了一個冬夏，從我們效果的角度是在三十天之內(nèi)出水能夠達標，從肉眼識別的角度大概在七天。

2、MBBR工藝需要另外投加生物菌劑嗎？

MBBR是在嚴格意義上來說是不需要投加菌劑的，那么它是通過合理的優(yōu)化參數(shù)，它是能夠去自然富集，比如說我們的硝化細菌或者反硝化細菌，因為它的這種生物膜的條件就有利于相關(guān)細菌的附著，比如說厭氨化也是，在特定的條件下有利于我們的厭氨化菌的附著，那么在特殊水質(zhì)條件下比如說有一些難降解水質(zhì)或者水質(zhì)的來源比較單一的，有一些專性的菌劑是有特殊效果，這樣可以做菌劑的投加作為初次的接種，后續(xù)是不需投加的。概括起來說，在生活污水條件下是不需要的，在一些特定廢水條件下，可以作為一個研究性的命題去做相關(guān)的研究。

3、MBBR需要反硝化沖洗嗎？

MBBR最大的好處，是它和傳統(tǒng)生物膜相比就是它是不需要反沖洗的，因為他的生物膜是自動脫落的，從我們的研究中發(fā)現(xiàn)當你的生物膜活性比較強，它的胞外聚合物的分泌物就會多，它的粘性就會強。那么當它老化，胞外分泌物減少，它的粘性減弱，就會在流化的過程中自動脫落，然后會有新的生物膜長上來，所以說它是不需要沖洗的。

4、MBBR的核心是什么？

MBBR的核心就是兩個，一個是填料，另一個是流化，填料是作為載體，現(xiàn)在還沒有一個統(tǒng)一的研究說明它的性能有多大的影響，但它的形狀對流化是會有影響的，所以說從國內(nèi)外看應(yīng)用最多的還是扁圓柱狀填料，那么關(guān)于填料的研究一直在繼續(xù)，大家可以去嘗試看看各種不同的填料，哪種效果最好。但是從工程化的角度看，要評價的維度比如說性能、掛膜速度、最終穩(wěn)定效果、壽命、耐磨性等等，所以從現(xiàn)在來看，懸浮載體的核心還是在流化上。

5污水處理MBBR工藝系統(tǒng)的填充率問題？

目前已經(jīng)驗證的極限填充率是67%，在工程能做到的最大的好氧區(qū)是60%，缺氧區(qū)是50%。

6、MBBR的填料必須是改性的嗎？

我認為填料是不需要改性的，現(xiàn)有填料是沒有問題的，思普潤通過眾多的工程實踐證明填料依然能夠達到很好的效果，在我眼里，填料改性還是一個研究的范疇，還到不了工程范疇。

7、污水處理MBBR工藝水溫在3度情況下MBBR還能運行嗎？

目前實踐過的案例在新疆地區(qū)，水溫7到8度左右是能穩(wěn)定運行的。水溫3度在國內(nèi)還沒有遇到，但是據(jù)了解國外的挪威Nordheim污水廠（它是為冬奧會服務(wù)的）的進水是冰雪融水，水溫就是3度，經(jīng)過實踐是能穩(wěn)定達標的。

8、無錫蘆村污水廠的曝氣和推流器是同時存在的嗎？

無錫蘆村污水廠中國第一家執(zhí)行一級A標準的水廠，也是第一家采用大型IFAS/MBBR系統(tǒng)的水廠，蘆村是循環(huán)流動池型，它類似于傳統(tǒng)的底部曝氣氧化溝的模式，既有推流器又有曝氣，但是在安裝的時候推流器附近不能有曝氣。

9、污水處理MBBR工藝填料會不會容易產(chǎn)生污泥膨脹？

污泥膨脹形成的原因主要是絲狀菌，那么從國外的報道顯示，填料有助于削弱污泥膨脹，因為它能夠在污泥系統(tǒng)中把“綿長狀”的絲狀菌給打碎，如果是正常污泥絮體，而污泥絮體的尺寸遠小于填料的尺寸，它不會打碎污泥，所以從國外的研究看MBBR是有利于提高污泥沉降性的，而從我們的工程實踐上看也沒有發(fā)現(xiàn)采用MBBR的系統(tǒng)有明顯污泥膨脹的特點。

六、MBBR、MBR、FBR的區(qū)別

MBBR是移動床生物膜反應(yīng)器，它使用自由漂浮的塑料膜介質(zhì)使微生物進行附著生長。其中的塑料薄膜介質(zhì)需要保持懸浮狀態(tài)，所以材料需要密度接近于水的密度，并持續(xù)曝氣使污染物與附著的生物膜之間的良好接觸，從而有效去除BOD。

MBBR的特點：1、建造簡單、操作方便。2、有機物去除效率高，脫氮除磷效果好。3、不易堵塞，無需定期反沖洗。4、處理結(jié)束后需要沉淀過程。

MBR代表膜生物反應(yīng)器，是一種將分離膜技術(shù)與活性污泥相結(jié)合的工藝。大部分的膜生物反應(yīng)器是浸沒在污水中，通過附著生長在膜表面的微生物處理污水中的有機物。

MBR的特點：1、能夠在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費用。2、反應(yīng)器內(nèi)能維持高MLSS濃度，處理裝置容積負荷高，從而減少占地面積。3、高微生物量需要足夠的曝氣量，因此運營能耗也更高。4、容易造成膜污染，需要定期進行膜清洗或反沖洗。

FBR固定床生物膜反應(yīng)器，它的工作原理與MBBR相似，區(qū)別在于生物膜附著在固定的固體物料塊上。在固體物料塊下方進行曝氣為生物膜提供生長所需的氧氣，并控制膜塊的清洗。

FBR的特點：1、能適應(yīng)進水水量、有機物含量變化較大的廢水。2、比MBBR操作更方便，能耗更低（因為直接在底部曝氣）。

國外對MBBR的研究應(yīng)用現(xiàn)狀

MBBR是在20世紀90年代中期得到開發(fā)和應(yīng)用的，其兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點，是一種新型高效的污水處理方法。迄今為止，國外已應(yīng)用MBBR進行生活污水處理、工業(yè)廢水的小試、中試及生產(chǎn)性實驗研究，均取得了較好的效果。

其中，美國的Captor工藝和德國的Linpor工藝是目前兩種比較成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。在完全混合反應(yīng)器中加入聚氨酯泡沫塊供微生物附著生長，用于處理城市生活污水處理，研究了其對BOD的去除和硝化作用。
  結(jié)果表明，硝化細菌優(yōu)先附著生長在載體上，硝化活性達0.33mgN/h?塊載體(載體體積為8cm3/塊)，在4h內(nèi)，BOD可完全去除，并繼而發(fā)生硝化作用，硝化作用可在10h內(nèi)完成。在過去的l0年中，移動床生物膜技術(shù)在挪威得到了發(fā)展，現(xiàn)已有100多個基于此技術(shù)的污水處理廠在l7個國家中投入使用或在建造之中，它們主要用于去除市政污水或工業(yè)廢水中的有機物及氨氮。

微生物賴以棲息的新型載體的研制開發(fā)是移動生物膜法處理污水的關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能直接影響著污水的處理效果和投資費用。科研工作者以改進填料為突破口，不斷推動移動生物膜法的發(fā)展。目前的懸浮填料大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的，比重接近于水，長了生物膜以后，在正常的曝氣強度下極易達到全池流化翻動。懸浮填料的形狀通常為球狀、圓筒狀或粒狀，一般認為球狀有良好的水力學特性，是最理想的形狀。但受到生產(chǎn)技術(shù)的限制，有時將材料作成球狀很困難；而圓筒狀填料當其長徑比為1時接近于球狀，因此懸浮填料一般選擇圓筒狀。另外，填充在生物膜反應(yīng)器的填料的比表面積多在100～500m2/m3。之問。由聚乙烯制成的懸浮填料分兩種：一種為Φ10×7(mm)、比表面積為335m2/m3，另一種為Φ15×15(mm)、比表面積為235m2/m3；由聚丙烯制成的懸浮填料，密度為0.94g/cm3，形狀為有波紋的圓柱體，尺寸為Φ15～20(mm)×20～30(mm)。

國內(nèi)對MBBR的研究現(xiàn)狀

近年來，我國不少學者也進行了MBBR工藝的研究，但大多仍處于試驗性研究階段。其關(guān)鍵技術(shù)在于對懸浮填料的研究，如同濟大學的專利產(chǎn)品為中Φ50×50(mm)的圓筒狀懸浮填料，比表面積為278m2/m3，材料為改性的聚乙烯；李峰報道的懸浮填料由聚丙烯塑料制成，為Φ50×50(mm)的圓筒狀，比表面積為350m2/m3。一般來說，國內(nèi)使用的載體外形尺寸比國外的要大，這主要是受整個工藝和出水格柵的限制。

總體而言，我國目前對懸浮填料的研究才剛剛起步，新型懸浮填料在我國污水處理工程中的應(yīng)用具有廣泛的發(fā)展空間。目前，國內(nèi)常用的填料有蜂窩填料、軟性填料、半軟性填料及復(fù)合填料等固定型填料，但這些填料在使用中常會遇到堵塞、結(jié)團、布氣布水不均勻等問題，影響了生物處理效果。另外，上述填料均需安裝在輔助支架上，這就給填料的安裝、更換等造成諸多不便，使工程投資和運行管理費用相對提高。

從經(jīng)濟、實用、高效的角度出發(fā)，高性能的新型填料在材質(zhì)方面，應(yīng)具有價格低廉、使用壽命長、易掛膜等特點；在結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計的比表面積應(yīng)盡可能地大，并可以制造一些功能區(qū)，適應(yīng)不同要求的厭氧、好氧微生物的生長，又兼顧易脫膜的特點。同時，應(yīng)盡可能地降低懸浮填料的造價，最大程度發(fā)揮其優(yōu)點，使懸浮填料能更廣泛地應(yīng)用到污水處理中。

目前，國內(nèi)對MBBR工藝的應(yīng)用多為一些小型工程，在技術(shù)參數(shù)方面多為探索階段。 

污水處理MBBR工藝的應(yīng)用概況

目前，國內(nèi)外已對MBBR工藝進行了多項試驗性研究，并在實際應(yīng)用中取得了較好的效果。由于MBBR可減少現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的體積，易于在現(xiàn)有污水處理廠基礎(chǔ)上升級，且處理效果好，歐洲、美國、日本、新西蘭以及我國均建有MBBR型污水處理廠。

1、處理高負荷污水

MBBR工藝在高負荷條件下性能穩(wěn)定，可多級聯(lián)用處理污水。如可將3個MBBR連接使用處理肉類加工廢水，第一個反應(yīng)器的COD負荷高達10kg/m3，HRT約為4h，TC0D去除率為50%-75%{第二個和第三個反應(yīng)器的總HRT為4～13h，TCOD去除率為75%、SCOD去除率為70%～88%，有機物去除率與有機負荷呈線性關(guān)系。

季民等采用厭氧復(fù)合床生物膜反應(yīng)器處理高濃度有機廢水實驗，取得了良好效果。在進水C0D為5300～20140mg/L、COD容積負荷為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具有物理、化學和生物降解作用，可有效去除垃圾滲濾液的有機物、色度和濁度。 

2、處理低負荷污水

有些單位將生活污水與沖洗水混合排放，導(dǎo)致生活污水中有機物濃度較低，不適合普通的活性污泥法處理。張興文等利用MBBR工藝處理中國石化撫順乙烯有限公司廠區(qū)內(nèi)生活污水及沖洗水的混合排放污水。

具體工藝流程為調(diào)節(jié)池-MBBR-沉淀池-纖維球過濾罐-活性炭過濾罐。進水水質(zhì)為COD76mg/L、BOD37mg/L，在水力停留時間為2.4h、氣水比為4：1的情況下，出水各項水質(zhì)指標均可達到國家環(huán)保冷卻水回用標準要求。

馬建勇等研究了MBBR技術(shù)在低負荷生活污水處理時啟動和運行的性能和特點，發(fā)現(xiàn)閉路循環(huán)法比排泥掛膜法啟動稍慢，但運行初期的處理效果比后者好。同時還考察了懸浮污泥與填料生物膜之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)懸浮污泥對填料生物有抑制作用，不利于反應(yīng)器的長期穩(wěn)定運行。

3、脫氮效果

MBBR中生物膜主要固著在填料上，污泥停留時間與水力停留時間無關(guān)，硝化菌、亞硝化菌等生長世代時間較長、比增長速率很小的微生物都可以在填料上生長，從而增強了脫氮能力。脫氮過程分為硝化和反硝化兩個階段，分別由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以實現(xiàn)硝化菌與反硝化菌在空間上相對獨立生長，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填料中試進行廢水的脫氮處理，進水為預(yù)處理過的生活污水，溫度為4.8℃～20℃。結(jié)果表明，10℃時，硝化速率達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物濃度和MBBR缺氧區(qū)進水中溶解氧濃度的影響。該設(shè)計將MBBR與前硝化、后脫氮、絮凝劑最后的固體分離系統(tǒng)結(jié)合使用，如進水為25mgTN/L，總氮的去除Ng為70%，空床HRT可達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對該廢水進行處理，當HRT較短時，氨氮的去除率較大，因為主要發(fā)生的是微生物的耗氧，且氨氮的去除率與其容積負荷成反比。

MBBR工藝在運行中易出現(xiàn)的問題

MBBR反應(yīng)器的流化態(tài)

反應(yīng)器中的填料依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài)，在實際操作中，經(jīng)常出現(xiàn)由于整個池內(nèi)進氣分布不均勻而導(dǎo)致局部填料堆積的現(xiàn)象。因此需通過池型作水力特性計算來改進進氣管路的布置和優(yōu)化池內(nèi)曝氣頭的分布，再根據(jù)實際的曝隋況調(diào)節(jié)各曝氣頭上緊固橡皮墊的螺母松緊程度，調(diào)節(jié)單個曝氣頭的曝氣量。除保證池內(nèi)出水端具有較大曝氣量，以便使整個池內(nèi)填料呈均勻流化狀態(tài)外，還可以采用穿孔曝氣管，便于使池四邊和四角進氣分布均勻。反應(yīng)器的構(gòu)造在很大程度上決定了它的水力特性。試驗表明，反應(yīng)器的長深比為0.5左右時有利于填料完全移動，或者通過導(dǎo)流板的強制循環(huán)來解決池內(nèi)死角的問題，這樣能使氣水比降到4：1左右。在實際工程設(shè)計時應(yīng)通過大量試驗來優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性，降低能耗，進一步提高MBBR的經(jīng)濟效益。

2、填料格柵板

為了防止填料隨處理水流失，移動床生物膜反應(yīng)池的出水口要設(shè)置格柵板。但在運行調(diào)試過程中易出現(xiàn)格柵堵塞的問題，在實驗室采用鉆孔塑料板作格柵時也出現(xiàn)了大團懸浮污泥將出水格柵板堵死的情況。雖然通過加強對出水區(qū)格柵處進行曝氣，可以防止填料對格柵的堵塞，但對于懸浮污泥的附著問題，只能從格柵的材料和間距上解決，如選擇光滑吸附性小的材料，間隙在保證能截留填料的前提下盡量加大，使其不易被懸浮物質(zhì)附著等，這需要在實驗和實際工程操作中不斷改進，以避免該問題影響整個生活污水處理系統(tǒng)的正常運行。

對MBBR工藝的建議

1、懸浮填料的研究和開發(fā)

應(yīng)對填料表面的化學特性及懸浮填料的脫落機制進行深入的研究，增加填料的比表面積；應(yīng)盡可能地降低懸浮填料的造價，使懸浮填料能更廣泛地應(yīng)用于污水處理。可采用活性炭、淀粉、明膠等作為生物活性添加劑，使懸浮填料能夠促進微生物的生長和繁殖。

2 、MBBR與其它工藝的組合

多級MBBR、MBBR和A/O法聯(lián)合工藝等都具有各自的優(yōu)點，對這些組合工藝應(yīng)加強研究并進行實際應(yīng)用。

3、 MBBR工藝反應(yīng)器的研究

通過對反應(yīng)器流體力學的研究，確定反應(yīng)器的形狀，以達到最優(yōu)化的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，從而避免填料堆積，降低能耗。可以初步研究多級串聯(lián)連續(xù)式懸浮填料移動床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式與操控方案，為項目技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

目前，MBBR工藝在國外應(yīng)用較多，在國內(nèi)應(yīng)用較少。MBBR工藝運行穩(wěn)定可靠，抗沖擊負荷能力強，脫氮效果好，是一種經(jīng)濟高效的污水處理工藝。在生活水污處理方面，有機物和氨氮的去除率相對傳統(tǒng)生物膜AO工藝可以提高10%以上。MBBR工藝具有很大的研究價值和應(yīng)用前景。 

MBBR調(diào)試方案

一、調(diào)試內(nèi)容及目的

1、曝氣系統(tǒng)及進出水管路保證完好暢通，并經(jīng)清水調(diào)試合格；

2、進污水，將MBBR反應(yīng)池三格進水至出水口位置后，停止進水，在曝氣的同時加入懸浮生物填料。

3、第一池投加總量760袋（約90立方），逐袋投加，觀察填料的懸浮狀態(tài)，以不出現(xiàn)堆積為要求，出現(xiàn)堆積則停止投加，待第二天后繼續(xù)觀察并投加。

4、第二、第三次也可在第一池投加的同時，第二池投加360袋，第三池投加319袋，并觀察懸浮狀態(tài)。

5、在此過程中曝氣采用間歇曝氣，培養(yǎng)生物膜。曝氣2小時停止1小時，夜間可采用連續(xù)曝氣，但是減少曝氣量。運行24小時后，連續(xù)進水2－3小時，再繼續(xù)上述曝氣。

6、運行48小時后，觀察填料上的掛膜情況，并加大進水量延長進水時間，檢查池內(nèi)溶解氧狀況，最好保持在1.5-2.0mg/L左右。

7、運行72小時后，聯(lián)系進水并逐步加到設(shè)計要求，根據(jù)常規(guī)檢查進水出水的水質(zhì)值班，預(yù)計7天左右可到設(shè)計水質(zhì)要求。

二、調(diào)試的主要主要內(nèi)容

1、帶負荷試車，解決影響連續(xù)運行可能出現(xiàn)的各種問題，為下一步工作打好基礎(chǔ)；

2、生物膜的培養(yǎng)，從城市污水處理廠或相類似廠引入活性污泥；生物培養(yǎng)基；

3、生物膜的培養(yǎng)、馴化，其目的是選擇、培養(yǎng)適應(yīng)實際水質(zhì)的微生物；

4、確定符合實際進水水質(zhì)水量的運行控制參數(shù)，在確保出水水質(zhì)達標的前提下，盡可能簡單化控制規(guī)程，以便于今后的運行指導(dǎo)。

三、具體調(diào)試方法

（一）準備工作：

1.人員準備

a.工藝、化驗、設(shè)備、自控、儀表等相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員各一人。

b.接受過培訓(xùn)的各崗位人員到位，人數(shù)視崗位設(shè)置和可以進行輪班而定。

2.其他準備工作：

a.收集工藝設(shè)計圖及設(shè)計說明、自控、儀表和設(shè)備說明書等相關(guān)資料。

b.檢查化驗室儀器、器皿、藥品等是否齊全，以便開展水質(zhì)分析。

c.檢查各構(gòu)筑物及其附屬設(shè)施尺寸、標高是否與設(shè)計相符，管道及構(gòu)筑物中有無堵塞物。

d.檢查總供電及各設(shè)備供電是否正常。

e.檢查設(shè)備能否正常開機，各種閥門能否正常開啟和關(guān)閉。

f.檢查儀表及電控系統(tǒng)是否正常。

g.檢查維修、維護工具是否齊全，常用易損件有無準備。

（二）帶負荷試車

開啟水處理設(shè)施、管道中所有閥門和閘閥，啟動進水泵送水，根據(jù)各構(gòu)筑物進水情況，沿工藝流程適時啟動其他設(shè)備。在此過程中應(yīng)做好以下幾方面工作：

1、檢查進線總電流是否符合要求，變配電設(shè)備工作是否正常，各種設(shè)備工作情況是否正常以及能否滿足設(shè)計要求，儀器儀表工作是否正常，自控系統(tǒng)能否滿足設(shè)計要求。

2、用容積法校核進、出水流量計計量是否準確，校核在線監(jiān)測儀，檢測進、出水水質(zhì)，流速，測量并記錄設(shè)備的電壓、電流、功率和轉(zhuǎn)速。

3、及時解決試車過程中發(fā)現(xiàn)的問題。

4、編制設(shè)備操作規(guī)程。

（三）生物膜的培養(yǎng)

生物膜的培養(yǎng)實質(zhì)就是在一段時間內(nèi)，通過一定的手段，使處理系統(tǒng)中產(chǎn)生并積累一定量的微生物、使生物膜達到一定厚度，其培養(yǎng)方式主要有靜態(tài)培養(yǎng)和動態(tài)培養(yǎng)。

1.靜態(tài)培養(yǎng)

所謂的靜態(tài)培養(yǎng)是：為了防止新生微生物隨水流走，盡可能的提供微生物與填料層的接觸時間，為加快生物膜的形成，開始階段為了避免由于廢水營養(yǎng)單一，故每天一次以BOD5；N：P=100：5：1比例投加尿素、二胺、白糖等營養(yǎng)底物。首先將接種污泥（10%生化有效體積）和廢水泵打入生化池內(nèi)，然后開始曝氣培養(yǎng)。生化池內(nèi)填料的堆放體積按反應(yīng)池有效容積35%～40%。靜置4-5h不曝氣，使固著態(tài)微生物接種到填料上，然后曝氣1h，再靜置2h，曝氣1h，重復(fù)操作，4－5天后，填料表面已全部掛上生物膜，第6天開始連續(xù)小水量進水。

2.動態(tài)培養(yǎng)

經(jīng)過6天的悶曝培養(yǎng)，填料表面已經(jīng)生長了薄薄一層黃褐色生物膜，故改為連續(xù)進水，進行動態(tài)培養(yǎng)，調(diào)整進水量，控制溶解氧在2～4mg/L之間（用溶氧儀測定溶解氧）。約15天之后，填料上有一些變形蟲、漫游蟲（用生物顯微鏡觀察），手摸填料有粘性、滑膩感，在20天以后出現(xiàn)鞭毛蟲、鐘蟲、草履蟲游離菌等原生動物。在經(jīng)過20天的培養(yǎng)出現(xiàn)輪蟲、線蟲等后生動物，標志生物膜已經(jīng)長成?？梢蚤_始連續(xù)工業(yè)運行。

（四）生物膜的馴化

馴化的目的是選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無用的微生物，對于有脫氮除磷功能的處理工藝，通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優(yōu)勢菌群。具體做法是首先保持工藝的正常運轉(zhuǎn)，然后，嚴格控制工藝控制參數(shù)，DO平均應(yīng)控制在2～3mg/l之間，好氧池曝氣時間不小于5小時，在此過程中，每天做好各項水質(zhì)指標和控制參數(shù)的測定，當生物膜的平均厚度在0.2-0.5mm左右生物膜培養(yǎng)即告成功，直到出水BOD5、SS、CODCr等各項指標達到設(shè)計要求。

（五）工藝控制參數(shù)的確定

設(shè)計中的工藝控制參數(shù)是在預(yù)測水量、水質(zhì)條件下確定的，而實際投入運行時的污水處理工程其水量、水質(zhì)往往與設(shè)計有適當?shù)牟町?，因此，必須根?jù)實際水量水質(zhì)情況來確定合適的工藝運行參數(shù)，以保證系統(tǒng)正常運行和出水水質(zhì)達標的的同時盡可能降低能耗。

1.工藝參數(shù)內(nèi)容：

需確定的重要工藝參數(shù)有進水泵站的水位控制，初沉池、二沉池池排泥周期，生物氧化池溶解氧DO、溫度、PH值、生物膜厚、微生物的生長狀態(tài)及種類等。

2.確定方法：

進水泵站水位在保證進水系統(tǒng)不溢流的前提下盡可能控制在高水位運行。用每天排除大泥量的體積和集泥容積對比來確定排泥周期，排泥量體積小于集泥容積。生物池DO一般控制在2～4mg/l之間、不需污泥回流、常溫控制、PH值在6.8～7.2之間，微生物的生長狀況及種類可由生物顯微鏡觀察。

（六）工藝控制規(guī)程：

工藝操作規(guī)程主要是用來指導(dǎo)系統(tǒng)運行的，是工藝運行的主要依據(jù)，其主要包含以下幾方面的內(nèi)容：1，各構(gòu)筑物的基本情況；2，各構(gòu)筑物運行控制參數(shù)；3，設(shè)施設(shè)備運行方式；4，工藝調(diào)整方法；5，處理設(shè)施維護維修方式。工藝操作規(guī)程應(yīng)在運行工藝參數(shù)穩(wěn)定確定后編制。

（七）調(diào)試中的其他工作：

污水廠要正常穩(wěn)定的運行，還應(yīng)有一套完善的制度，其主要包括管理制度、崗位職責、操作規(guī)程、運行記錄、設(shè)備、設(shè)施維護工作檔案記錄等，在調(diào)試過程中可分步完成上述工作。

流動床生物膜反應(yīng)器工藝及在市政污水處理中的應(yīng)用

流動床生物膜反應(yīng)器工藝基于生物膜工藝的基本原理，又利用活性污泥工藝中生物量懸浮生

長的特性。本文試圖總結(jié)該工藝的主要特點和優(yōu)勢，總結(jié)該工藝在市政污水處理中去除有機物和脫氮除磷方面的研究和工程應(yīng)用。

 1 簡介

生物膜廣泛存在于自然界和人類活動中。例如，自然界中，土壤中的微生物吸附在土壤顆粒表面，形成生物膜，當從土壤的空隙流過的水中污染物(或基質(zhì))與土壤表面的生物膜接觸，污染物被生物降解，因而污水被凈化。生物膜一般具有很長的固體停留時間(SRT)。這有利于在不斷的液流流過和基質(zhì)利用過程中形成較為致密又布滿孔隙的生物膜的微型空間結(jié)構(gòu)。管生物膜的致密程度由于各方面因素(液流流速，基質(zhì)濃度，供氧狀態(tài)等)不同而異，其共同的非整形(FRACTAL)結(jié)構(gòu)特征已被廣泛認同。非整形的空隙孔徑分布使得不同顆粒粒徑的污染物(基質(zhì))都能夠被生物膜通過不同的途經(jīng)被捕獲和生物降解。生物分解的產(chǎn)物也通過空隙傳輸?shù)缴锬ひ酝?，進入水流中。當生物膜厚度達到基質(zhì)難以進入最內(nèi)層時，營養(yǎng)不足將導(dǎo)致生物膜本身被內(nèi)源分解。這樣，生物膜的厚度將隨其生長的外部條件的變化而變化，并處于動態(tài)平衡。由于單位體積的生物膜量很大，生物反應(yīng)器容積則可以很小，達到高效緊湊的工藝流程目標。

然而，在自然界的生物膜和固定式生物膜反應(yīng)器中，被處理的污染物不很容易擴散到生物膜的內(nèi)部，在好氧狀態(tài)，氧分子也不很容易均勻擴散到生物膜內(nèi)。同時，老化的生物膜和生物降解產(chǎn)物也不易于傳送到生物膜外。這樣，固定式生物膜反應(yīng)器在理論上的優(yōu)越性并沒有得到充分的發(fā)揮。加上采用的掛膜材料(生物填料)可能易于變形和垮塌，使固定式生物膜反應(yīng)器的應(yīng)用受到很大的影響。生物流化床工藝利用流化的顆粒填料，很好地解決了脫落的生物膜堵塞反應(yīng)器的問題。流化床中采用的填料是顆粒填料，如砂，或其他人工燒結(jié)的以黏土為骨料的輕質(zhì)填料。粒徑小的顆粒填料雖易于流化，也易于被水流帶走，顆粒大的填料不易于流化，需要很高的流化速度。為使填料保留在反應(yīng)器中，適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)措施(如斜板)是必要的。

為達到流化的目的，流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計必然較為復(fù)雜。當流化速度大時，生物膜不易于附著在顆粒填料表面，所以，顆粒填料的巨大表面積并沒有得到充分利用。多孔型輕質(zhì)填料雖然使有效表面積增加，但并不能根本改變這一局面。此外，當采用好氧生物流化床時，曝氣充氧不易于與流化過程結(jié)合起來。 

活性污泥法在二十世紀初應(yīng)用于污水處理以來得到很大的發(fā)展，主要是由于其系統(tǒng)相對簡單，處理效果在系統(tǒng)運行穩(wěn)定情況下比較好。但長期以來，活性污泥經(jīng)受負荷沖擊，溫度變化(特別是低溫)，毒性影響，污泥膨脹的脆弱性困擾。污泥流失和系統(tǒng)效率低下是許多污水處理廠經(jīng)常面對的問題。 

一種能結(jié)合生物膜法的較高的污泥濃度，長泥齡和不需污泥回流，以及活性污泥法的無堵塞和配水及混合均勻的特點的生物處理工藝將使生物處理變得高效，穩(wěn)定，和容易維護管理。流動床生物膜反應(yīng)器工藝很好地反映了這樣的要求。由AnoxKaldnes集團完成的采用MBBRTM工藝的市政和工業(yè)污水處理項目已達350多個，廣泛應(yīng)用于包括中國在內(nèi)的全球43個國家。