MBBR工藝是由挪威Kaldnes Mijecpteknogi公司與SINTEF研究機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的一種污水處理工藝，其吸收了傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩種工藝的優(yōu)點，具有良好的脫氮除磷效果。目前，該工藝在國外已成功應(yīng)用于工業(yè)廢水和生活污水的處理，但在我國應(yīng)用還較少。
1 MBBR工藝原理及特點
1.1 工藝原理
污水連續(xù)經(jīng)過MBBR反應(yīng)器(見下圖)內(nèi)的懸浮填料并逐漸在填料內(nèi)外表面形成生物膜，通過生物膜上的微生物作用，使污水得到凈化。填料在反應(yīng)器內(nèi)混合液回旋翻轉(zhuǎn)的作用下自由移動：對于好氧反應(yīng)器，通過曝氣使填料移動；對于厭氧反應(yīng)器，則是依靠機械攪拌。
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1.2 工藝特點
MBBR反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少的特點，又具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性，與其他工藝相比，MBBR具有以下特點：
(1)反應(yīng)器中污泥濃度較高，一般污泥濃度為普通活性污泥法污泥濃度的5～10倍，曝氣池污泥質(zhì)量濃度可高達30～40g/L。
(2)水頭損失小，不易堵塞，無需反沖洗，一般不需回流。
(3)作為MBBR工藝核心的懸浮填料具有好氧和厭氧代謝活性，可良好地脫氮除磷。
2 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。
2.1 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，TCOD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COD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(xué)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。
2.2 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(biāo)均可達到國家環(huán)保冷卻水回用標(biāo)準(zhǔn)要求。
馬建勇等研究了MBBR處理低負荷生活污水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。
2.3 脫氮
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。Rusten等在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，硝化速率可達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,總氮的去除率為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(dāng)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。
3 MBBR工藝在運行中易出現(xiàn)的問題
3.1 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)實際的曝氣情況調(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。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
3.2 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污水處理系統(tǒng)的正常運行。
4 MBBR工藝的研究方向
4.1 懸浮填料
從經(jīng)濟、高效、實用的角度出發(fā)，應(yīng)對填料表面的化學(xué)特性及懸浮填料的脫落機制進行深入的研究，并可制造一些功能區(qū)，以適于不同要求的好氧、厭氧微生物的生長，同時又可兼顧其易掛膜、易脫膜的特點。應(yīng)盡可能地降低懸浮填料的造價，使懸浮填料能更廣泛的應(yīng)用于污水處理。
4.2 MBBR與其它工藝的組合
多級MBBR反應(yīng)器、MBBR和A/O法聯(lián)合工藝、生物膜-活性污泥聯(lián)合工藝、MBBR和SBR聯(lián)合工藝等組合工藝都具有各自的優(yōu)點，對這些組合工藝應(yīng)加強研究并進行實際應(yīng)用。來源：谷騰水網(wǎng)
