【污师说】MBBR----移动的生物膜技术

北极星环保网讯:关于MBBR污水的生物膜法既是古老的，又是发展中的工艺。迄今为止，已经有多种生物膜法在使用，如好氧生物滤池、生物转盘、淹没式生物滤池，颗粒介质生物膜、流化床等，悬浮载体生物膜法有称悬浮填料移动床工艺，是在20世纪90年代中期得到开发和应用的，它是吸收了传统的流化床和生物接触氧化法两者的优点而成的一种高效的污水处理方法。其核心部分就是以比重接近于水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用处于流化状态，它是悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种工艺。以以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触，因此被称为“移动的生物膜”。

1.1具有生物膜法所具有的优点

参与净化反应微生物的多样化，微生物专性更强;生物的食物链长，正是因为在生物膜上形成的食物链长于活性污泥上的食物链，在生物膜处理系统内产泥量也少于活性污泥处理系统，据报道由于悬浮填料一般比表面积都较大，附着在填料表面及内部生长的微生物数量大、种类多，因此污泥浓度可达普通活性污泥法的污泥浓度的5-10倍，曝气池污泥总质量浓度最高可达30-40g/L，并且在填料单元内可以形成从细菌-原生动物-后生动物的食物链;能够存活世代时间较长的微生物，这是因为在生物膜处理法中，生物固体平均停留时间与水力停留时间无关，时代时间较长的硝化菌和亚硝化菌也能得以繁衍、增殖;由生物膜上脱落下来的生物污泥，所含的动物成份很多，比重较大，而且污泥颗粒个体较大，污泥的沉降性良好，易于固液分离，系统的处理效果不太依赖微生物的分离;能够处理低浓度的污水;活性污泥处理系统在原污水的BOD值长期低于50-60mg/L，将影响活性污泥的絮凝体的形成和增长，净化功能降低，处理水质下降。但是，生物膜处理法对低浓度污水，也能取得较好的处理效果。

1.2与活性污泥法及其它生物膜法相比

MBBR是活性污泥和生物膜法的联合工艺，取二者之长，避二者之短。和MBBR工艺相比：①好氧生物滤池不能充分利用池容;②生物转盘经常出现机械设备问题;③淹没式生物滤池难以使负荷均匀分布在载体的表面;④由于需要反洗，颗粒介质生物滤池不能连续工作;⑤流化床不稳定。与多数的生物膜反应器相比，，MBBR克服了这些缺点，利用了整个池容，和活性污泥反应器一样;与活性污泥反应器相比，它不需要污泥回流，和生物膜反应器一样。生物膜在整个反应器内自由流化的载体上生长，在反应器得出流处用格栅将载体截流在反应器内。因为不需要污泥回流，只有剩余的微生物需分离，这就比活性污泥法有很大的优势。1.3悬浮填料的特点

在MBBR法中，悬浮填料是其核心部分，具有独特的优点：

⑴悬浮填料在不曝气时浮于水的表面，无须固定支架支撑，这是反应池的安装和维修变得很方便;当曝气时，生长了生物膜的填料密度因与水接近，填料依靠曝气的搅拌作用，处于流化状态，这不仅使污水与填料上的生物膜广泛而频繁多次地接触，而且填料在流化过程中切割分散气泡，使布气趋于均匀，氧利用率也得到了提高，由此产生的固、液、气的三相充分接触混合和碰撞，增大了传质面积，提高了传质效率，强化了传质过程，因此，在达到一定的污染物去除率情况下，污水在池内的停留时间更短，同时，即使有了冲击负荷，也可以很快的恢复处理效果。另外，悬浮填料受到气流、水流的冲刷，老化的膜能够自动脱落，保证了膜的活性，促进了新陈代谢，而且在反应池中水流化的填料还可能大量生长丝状菌，既可利用丝状菌高效降解有机物的功能，使出水水质改善，又无污泥膨胀之虞。

⑵维护管理方便。由于填料比重与水接近，只需要很少的气量即可使其均匀悬浮于水中。使用时无需填料支架，只需在曝气池出水处设置栅网拦截，靠曝气水流将其回流至池前端，可节省投资，且投配、更新更方便。另外操作者不用像管理活性污泥法系统那样，担心污泥回流比、排除剩余污泥量及污泥膨胀等问题，因此，操作简单，工作量也少。

⑶填充率易选择。30%-50%(体积比)的填料在曝气池中流化良好。对于悬浮填料只要冲氧能力许可并保证其自由悬浮，可以根据需要选择填充比率。

1.4主要特点

资料显示，MBBR工艺的主要特点：为了维持较高的硝化率，需要较高的溶解氧。硝化率取决于有机物的负荷、氨的浓度和溶解氧3个因素。研究表明：在这3个参数中有机负荷是关键因素，应该尽可能低，当有机负荷BOD超过4g/(m2d)，需要很高的溶氧浓度才能使硝化反应发生;当氨的浓度很低时，才会限制硝化作用;更重要的是溶解氧的影响，即使他的浓度相当高也可能限制硝化率。试验中当溶氧的浓度大于2-3mg/L硝化作用才开始进行，而且硝化率和溶氧的浓度接近线性关系，直到溶氧浓度超过10mg/L。

2MBBR工艺的研究现状和应用

由于MBBR工艺具有如此多的优点，国外已有很多专家、学者对这一工艺进行了深入地研究，对有机物的去除及脱氮除磷的机理和影响因素有了较深入的认识，在过去的10年中，移动床生物膜技术在挪威得到发展，现在有100多个基于此技术的污水处理厂在世界各地的17个国家已经投入使用或建造中，他们主要用于市政污水或工业废水去除有机物质及氨氮。迄今为止，国外应用MBBR进行处理生活污水、工业废水的小试、中试及生产型实验研究，均取得了较好的效果。近年来，我国不少学者也进行了这方面的研究，但是用于生活污水处理的研究较多，在工业废水方面的研究应用较少，而且大多数处于试验阶段。

G.andreottoia等人在没有增加建筑设施的情况下成功地运用MBBR工艺对一个小型的生物转盘工艺进行了升级，将一个好氧消化池改造为MBBR池，满足了处理要求。并对两种运行工艺进行了研究，发现两种工艺都耐冲击，能承受较大水力负荷。在5-15℃碳和氮的去除率很高;当低于8℃时，碳和氮的去除率仍能保持为72%和73%;当HRT﹤5h时，效率稍微有所下降。但MBBR工艺无需污泥回流，所需的沉淀池体积小而且无堵塞，易管理。MBBR工艺是生物处理工艺须升级时的一个很好的解决方法。

垃圾渗滤液的成分复杂，有机物和氨氮都很高，是一种很难处理的废水。M.X.Loukidou用MBBR和SBR联合公一堆垃圾渗滤液进行了处理：正常运行时，好氧和缺氧交替运行，每天3次，HRT为20天，为了提高硝化反应，HRT在第一个操作循环周期的最后阶段增至24天。在第1天运行周期，COD去除率平均为65%，BOD的去除率为95%，在后来的运行阶段，基本可以达到完全消化;运行稳定时对色度和浊度也有很好的去除效果;磷的去除率大约为65%。瑞典的U.welander等人采用2阶段MBBR以缺氧的方式运行反硝化和去除外加碳源，900L，填充率为40%，加入乙酸作为外加碳源，加入磷酸保持磷的含量在10g/m3左右。第一个反应器运行稳定时，可以达到完全消化，第二个反应器可达到完全反硝化。

3总结

MBBR工艺适用于中小型生活污水和工业有机废水处理，特别是一体化和地埋式污水处理装置。

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