MBBR工艺工作原理及应用特点

随着国家《水污染防治法》和《水污染防治行动计划》（简称“水十条”）的颁布，对污水处理的排放标准要求越来越严，国内现有城镇污水处理设施要因地制宜进行改造，达到相应排放标准。国内很多污水处理厂在建设初期由于用地限制，并没有预留足够的扩建用地。在北方冬季寒冷地区，由于排放标准的提高、硝化菌群对温度的敏感性、以及低温下对活性污泥法污泥浓度的影响，导致生化处理系统不能很好的除氮。对于污水处理工程的这一难点国内外均提出了不同的解决办法，如采用对低温更具有抵抗能力的生物膜工艺就能很好的解决污水中除氮的问题。生物膜法处理工艺多种多样，如法国得利满公司开发的固定床式的曝气生物滤池工艺、移动床生物膜处理工艺等等。本文主要针对将生物膜法和活性污泥法有机结合的移动床生物膜工艺进行介绍。

目前移动床生物膜工艺（Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR）已在世界上很多国家建成了数千套污（废）水处理设施，取得了良好的处理效果。MBBR工艺运用生物膜法的基本原理、同时结合活性污泥法的优点，以悬浮填料作为微生物生长的载体，通过悬浮填料在二级生化池中的充分流化，实现污水的高效处理。

一、工作原理

移动床生物膜工艺（Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR）需要具有比重接近于水，有效比表面积大，适合微生物附着生长等特点的悬浮填料，目前国内已经有多家设备厂商开发成功，我国也颁布了相应的行业规范。悬浮填料在生化池中轻微搅拌即可悬浮起来，易于随水自由运动，能够很好的形成流化状态。

在好氧条件下，曝气充氧时产生的空气泡上升浮力能够推动填料和周围的水体流动，当气流穿过水流和填料空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下，水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流化起来，达到生物膜和被处理的污染物充分接触而降解的目的。

MBBR工艺的核心是实现悬浮载体填料的充分流化，以达到强化处理污染物的目的。在MBBR工艺的实际应用上，需要考虑的因素主要有生化池池型、悬浮填料投加量、曝气系统、拦截筛网、推进器等。

在曝气区内生物填料的流化是系统实现良好处理功能的关键。其主要依靠生化池的好氧区曝气系统来实现。在好氧区中适当的曝气系统能够确保生物载体流化填料的流化效果，保证流化填料在水体中做上下、前后的流动，使填料与污水进行充分的混和、碰撞、接触，有效完成污染物、水、气三向的接触、交换、吸附等过程。填料比重一般选择为0.94-0.97，在培菌期间，填料表面会慢慢附着大量的生物膜，附着量越大，比重逐渐增加，当填料上生物膜到一定厚度时，其比重大于1，填料从非曝气区下沉到水池底部，曝气区底部的冲击力最强，能迅速冲洗掉填料上的残余生物膜，脱膜后的填料比重也随之降低到1以下，并在曝气区上升。根据挂膜前后的比重变化特点，填料可以随水流在曝气区和非曝气区翻腾，从而交替完成了生物膜的生长和脱落过程，保证生物膜的数量稳定性和活性，使工艺运行较稳定。为了防止流化悬浮填料随混合液进入下一个环节，在好氧区内适当位置设计采用筛网进行简单拦截和分隔。筛网材质选用不锈钢，型式与悬浮填料配套。

MBBR工艺特点主要有如下几方面：

1.可强化脱氮除磷

采用活性污泥-悬浮填料复合工艺，可实现同一反应器内不同功能微生物的污泥龄分离。脱氮菌群（硝化菌群）一般为长泥龄细菌，需较长泥龄（15-25d）；除磷菌群（聚磷菌）一般为短泥龄细菌，需较短泥龄（3-7d）；泥龄过长，易导致微生物活性较差处理负荷降低、老化难以聚集降低沉降性能等，实际传统脱氮除磷工艺在污泥龄上存在不可调和的矛盾。复合工艺由于生物填料的投加，为硝化细菌的生长提供了载体，延长其污泥龄，提高脱氮效果；同时控制活性污泥体系为短泥龄，可增强除磷效果；泥-膜在曝气及水流带动下充分流化，促进生物膜更新，防止泥龄过长、污泥老化处理性能下降；冬季水温较低、活性污泥系统不利于硝化菌群生长时，脱落生物膜对活性污泥起到持续接种作用，维持系统硝化性能不下降。

2.抗冲击负荷能力强，处理效果好

冲击负荷主要表现为常规污染物水质冲击、毒害污染物水质冲击和水量冲击，本质是单位时间内单位表面积微生物所承载的污染物量的变化对处理效果的影响。MBBR工艺填料区污泥龄长，增大微生物种群的丰度，有利于难降解有机物的处理。