1、MBBR工藝介紹

       移動床生物膜反應器工藝（MovingBed Biofilm Reactor，MBBR）起源于20世紀80年代末挪威，是目前國際上成熟的污水生化處理技術，旨在強化生化池深度脫氮除磷，實現(xiàn)經(jīng)濟、可持續(xù)的穩(wěn)定達標，廣泛應用于污水廠提標、提量改造。自1989年挪威STENSHOLT市政污水廠工程應用MBBR以來，已在50多個國家建成了數(shù)千套市政和工業(yè)廢(污)水處理設施，取得了良好的效果。該工藝以懸浮填料為微生物提供生長載體，通過懸浮填料的充分流化，實現(xiàn)污水的高 效處理。該工藝充分汲取了生物接觸氧化及生物流化床的優(yōu)點，克服了其傳質(zhì)效率低、處理效率差、流化動力高等缺點，運用生物膜法的基本原理，充分利用了活性污泥法的優(yōu)點，實現(xiàn)生物膜工藝的活性污泥方式運行。MBBR工藝，按微生物存在形式劃分，分為懸浮填料工藝（MBBR）及活性污泥-懸浮填料復合工藝。在國內(nèi)MBBR的市政污水處理規(guī)模超過2000萬噸/天，是高排放標準提標改造的典型工藝。

       MBBR工藝是以活性污泥運行的生物膜工藝，基本原理是向曝氣池中投加一定量密度接近于水的懸浮填料，污水流經(jīng)填料時，逐漸在填料內(nèi)外表面形成生物膜，提高反應器內(nèi)微生物的種類和數(shù)量，使污水得到凈化。

       MBBR工藝通常分為純膜MBBR和泥膜共混的MBBR。早期的MBBR專指純膜MBBR工藝，是對流化床工藝的改良，通過采用比重與水接近的懸浮填料替代傳統(tǒng)的重質(zhì)填料，節(jié)約填料流化的能耗。純膜MBBR，系統(tǒng)不設置污泥回流，微生物主要以附著態(tài)形式存在于懸浮填料上。

       泥膜共混MBBR工藝，是將活性污泥法與生物膜法相結(jié)合，旨在原位強化活性污泥系統(tǒng)處理效果，泥膜共混MBBR既有懸浮態(tài)微生物，又有附著態(tài)微生物，需要污泥回流。國內(nèi)的污水廠升級改造，多與現(xiàn)有工藝相結(jié)合，采用泥膜共混MBBR。泥膜共混MBBR工藝，是雙泥齡污水處理技術，是將MBBR工藝與活性污泥工藝相結(jié)合，兼具活性污泥和生物膜二者的優(yōu)點，依靠曝氣或攪拌作用使填料處于流化狀態(tài)，進而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，使得整個反應器空間得到充分利用，充分發(fā)揮附著態(tài)和懸浮態(tài)生物兩者的性，既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥量少的特點，又具有活性污泥法的高 效和運轉(zhuǎn)靈活的特點，揚長避短，相互補充。

2、MBBR工藝原理

       MBBR工藝運用生物膜法的基本原理，充份利用了活性污泥法的優(yōu)點，又克服了傳統(tǒng)活性污泥法及固定式生物膜法的缺點。

       技術關鍵在于研究和開發(fā)了比重接近于水，輕微攪拌下易于隨水自由運動的生物填料。生物填料具有有效表面積大，適合微生物吸附生長的特點。填料的結(jié)構(gòu)以具有受保護的可供微生物生長的內(nèi)表面積為特征。MBBR工藝原理示意圖如圖2-1所示，當曝氣充氧時，空氣泡的上升浮力推動填料和周圍的水體流動起來，當氣流穿過水流和填料的空隙時又被填料阻滯，并被分割成小氣泡。在這樣的過程中，填料被充分地攪拌并與水流混合，而空氣流又被充分地分割成細小的氣泡，增加了生物膜與氧氣的接觸和傳氧效率。在厭/缺氧條件下，水流和填料在潛水攪拌器的作用下充分流動起來，達到生物膜和被處理的污染物充分接觸而生物分解的目的。因此，MBBR工藝突破了傳統(tǒng)生物膜法(固定床生物膜工藝的堵塞和配水不均，以及生物流化床工藝的流化局限)的限制，為生物膜法更廣泛地應用于污水的生物處理奠定了較好的基礎。

             （a）好氧反應器                       （b）厭（缺）氧反應器

                               圖2-1 MBBR工藝原理示意圖

       MBBR工藝的核心在于研究開發(fā)了比重接近于水，輕微攪拌下便可自由移動的懸浮填料，它具有比表面積大，掛膜速度快，生物親和性更好，生物活性高，使用壽命長，具有高 效的氨氮去除能力、同步硝化反硝化能力以及有機物去除能力。

       投加懸浮填料后可大大提高反應器中的生物量及生物種類，由于填料密度接近于水，所以在曝氣或攪拌的時候，與水呈混合狀態(tài)，隨著填料在池中自由移動，加速了微生物與污染物、氧氣之間的傳質(zhì)效率，從而提高反應器的處理效率。填料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。

       MBBR工藝系統(tǒng)的關鍵是實現(xiàn)懸浮填料的充分流化，以達到強化處理污染物的目的，因此，MBBR工藝是包含了高 效的生物懸浮填料，池體設計、填料、曝氣系統(tǒng)、填料疏導系統(tǒng)、攔截網(wǎng)自清洗系統(tǒng)，填料投加與智能管控系統(tǒng)，以及檢修應急措施等系統(tǒng)性工藝。根據(jù)污水性質(zhì)及項目情況合理配置系統(tǒng)內(nèi)的各設備的參數(shù)，發(fā)揮其zui大功效，達到穩(wěn)定達標出水的目的。該技術適用性強，應用范圍廣，既可用于有機物去除，也可用于脫氮除磷；可在好氧環(huán)境下運行，也可在厭氧、缺氧環(huán)境下運行。

       在曝氣區(qū)內(nèi)生物懸浮填料的流化主要依靠曝氣系統(tǒng)來實現(xiàn)。在好氧區(qū)中，通過適當?shù)钠貧庀到y(tǒng)確保生物載體流化填料的流化效果，確保流化填料在水體中做上下、前后的流動，確保填料與污水進行充分的混和、碰撞、接觸，有效完成污染物、水、氣三向的接觸、交換、吸附等過程。采用穿孔管曝氣進行曝氣，可以確保生物流化填料進行上下的流化運動以及促進填料的脫膜掛膜過程。填料比重選擇為0.94-0.97g/cm3，在培菌期間，填料表面會慢慢附著大量的生物膜，附著量越大，比重逐漸增加，當填料上生物膜到一定厚度時，其比重大于1，填料從非曝氣區(qū)下沉到水池底部，曝氣區(qū)底部的沖擊力zui強，能迅速沖洗掉填料上的殘余生物膜，脫膜后的填料比重也隨之降低到1以下，并在曝氣區(qū)上升。根據(jù)掛膜前后的比重變化特點，填料可以隨水流在曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)翻騰，從而交替完成了生物膜的生長和脫落過程，保證生物膜的數(shù)量穩(wěn)定性和活性，使工藝運行較穩(wěn)定。為了防止流化懸浮填料隨混合液進入下一個環(huán)節(jié)，在好氧區(qū)內(nèi)適當位置設計采用篩網(wǎng)進行攔截和分隔。篩網(wǎng)材質(zhì)選用不銹鋼304，型式與懸浮填料配套。

       MBBR工藝既可用于新建的污水處理廠，更可用于現(xiàn)有污水處理廠的工藝升級改造和擴容，可嵌入到A2O、AO、氧化溝、SBR等現(xiàn)有工藝中使用。

3、MBBR工藝特點

3.1可同步強化脫氮除磷：

       采用活性污泥-懸浮填料復合工藝，可實現(xiàn)同一反應器內(nèi)不同功能微生物的污泥齡分離。脫氮菌群（硝化菌群）一般為長泥齡細菌，需較長泥齡(15-25d)；除磷菌群（聚磷菌）一般為短泥齡細菌，需較短泥齡(3-7d)；泥齡過長，易導致微生物活性較差處理負荷降低、老化難以聚集降低沉降性能等，實際傳統(tǒng)脫氮除磷工藝在污泥齡上存在不可調(diào)和的矛盾。復合工藝由于生物填料的投加，為硝化細菌的生長提供了載體，延長其污泥齡，提高脫氮效果；同時控制活性污泥體系為短泥齡，可增強除磷效果；泥-膜在曝氣及水流帶動下充分流化，促進生物膜更新，防止泥齡過長、污泥老化處理性能下降；冬季水溫較低、活性污泥系統(tǒng)不利于硝化菌群生長時，脫落生物膜對活性污泥起到持續(xù)接種作用，維持系統(tǒng)硝化性能不下降。生化段出水TP可<1mg/L，生化段TP去除率超過90%，氨氮去除率可高達99%以上。

3.2負荷高，節(jié)省占地：

       通過向反應池中投加生物填料進行原池提標改造，不用新增土地。對比活性污泥法，可顯著提高有效生物量，對比生物膜法，填料流化顯著提高傳質(zhì)效果?？蓪崿F(xiàn)提標、提量、提標同時提量，可提量超過99%；負荷是傳統(tǒng)工藝的2-5倍以上。占地可較活性污泥法節(jié)約30%-50%用地。

3.3土建改動少：

       的攔截疏導系統(tǒng)的使用，可以不用改動生化池土建結(jié)構(gòu)就可實現(xiàn)升級改造。

抗沖擊負荷能力強，惡劣水質(zhì)條件下仍表現(xiàn)較好處理效果：

       沖擊負荷主要表現(xiàn)為常規(guī)污染物水質(zhì)沖擊、毒害污染物水質(zhì)沖擊和水量沖擊，本質(zhì)是單位時間內(nèi)單位表面積微生物所承載的污染物量的變化對處理效果的影響。MBBR工藝填料區(qū)污泥齡長，增大微生物種群的豐度，有利于難降解有機物的處理。低溫、高鹽、低基質(zhì)等惡劣水質(zhì)條件下，MBBR長泥齡及局部存在好氧、缺氧微環(huán)境，有利于其對于惡劣水質(zhì)條件下，適應微生物的篩選與富集，利于馴化嗜冷菌、耐高鹽菌等的富集。生物膜傳質(zhì)比活性污泥慢，同樣生物降解產(chǎn)生的熱量與水體交換較慢，提高微生物的局部環(huán)境溫度，有利于細菌活性的維系，宏觀表現(xiàn)出MBBR對于低溫、高鹽、低基質(zhì)等惡劣水質(zhì)條件下，仍有較好的處理效果。

3.4耐受低溫、貧營養(yǎng)、高毒性、高氯離子等水質(zhì)：

       填料上的生物膜泥齡長，一般超過30d，有利于硝化菌群的富集，尤其是有利于特殊水質(zhì)條件下相關高 效菌種的篩選；北方的污水廠飽受低溫困擾，MBBRzui低可實現(xiàn)3℃低溫處理； MBBR可用于C/N較低的污水處理或微污染水處理，也可實現(xiàn)氯離子5000-10000mg/L脫氮處理；這些均是活性污泥工藝難以處理的情形，而MBBR在此表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，解決了相關難題；

3.5可持續(xù)升級：

       工藝的靈活性強，擴展性好，由于懸浮填料有不同比表面積及填充率，進水指標提高或出水指標提高后，不需要作任何改動，只需懸浮填料換代或提高投加量既可實現(xiàn)，填充率可在10-70%。

3.6投資?。?/p>

       MBBR工藝的主要投資源于懸浮填料，而懸浮填料的用量與水量、水質(zhì)、出水標準、溫度等多種因素相關，市政污水從50-800元/(m3/d)不等，典型值100-400元/(m3/d)；且使用壽命超過20年，無需更換及補充懸浮填料，無后續(xù)追加費用。

3.7項目實施周期短：

       一般每組池子在3-15d，主要由于土建改動量少甚至沒有，配套設備均為預制，可直接實現(xiàn)現(xiàn)場模塊式安裝。

3.8運行費用低：

       懸浮填料流化無需額外曝氣及攪拌，正常曝氣即可滿足懸浮填料流化要求，填料在池中的不斷移動，提高了填料上的生物膜與水中的污染物與氧氣的傳質(zhì)速率和傳質(zhì)效率，極大地提高了處理效率；同時提高氧的利用率，降低能耗。攔截疏導系統(tǒng)均采用不銹鋼材質(zhì)，使用壽命15年以上，懸浮填料的使用壽命更是在20年以上，生化池幾乎沒有需要維修的設備，節(jié)省維修成本。

3.9污泥產(chǎn)量少，沉降性能好，節(jié)約污泥處置費用：

       懸浮填料上的生物膜微生物菌群豐富，生命周期長，生物鏈長，產(chǎn)泥量少，采用純膜MBBR工藝，污泥產(chǎn)量只是活性污泥工藝的30%以下。在提標改造工藝中，將生物處理系統(tǒng)中的微生物量提高到10000mg/l以上時，不會增加二沉池的固體負荷。并且由于產(chǎn)泥量少，可節(jié)約污泥處置費用。

3.10運行管理方便簡單：

       MBBR工藝對現(xiàn)有污水廠改造時，不改動原有運行模式，能夠延續(xù)已有運行人員對工藝的運行管理經(jīng)驗，調(diào)試運行后，填料上的微生物量會隨進水負荷的變化而變化，不需要人工調(diào)整，可保證出水的穩(wěn)定性。且工藝無特殊維護需求，運行管理簡單。

3.11無活性污泥工藝易污泥膨脹等問題：

       采用純MBBR系統(tǒng)，因為為純膜法，無污泥膨脹問題；采用活性污泥-懸浮填料復合工藝時，由于老化脫落的生物膜無機質(zhì)比例較高，密度大易于沉降；且生物膜胞外聚合物比活性污泥更多，具有接觸絮凝效果，提高污泥聚集性能，提高污泥沉降性能。

無固定床生物膜工藝易堵塞、需反沖洗、滋生紅蟲等問題：

       固定床工藝經(jīng)常出現(xiàn)配水不均勻易產(chǎn)生死區(qū)、需定期反沖洗額外耗能及需配套設施、受紅蟲困擾降低硝化性能等問題。由于填料和水流在生物池的整個容積內(nèi)都能得到混合，從根本上杜絕了生物池的堵塞可能，池容得到利用，無需反沖洗。搖蚊幼蟲，又稱紅蟲，屬后生動物，易在水流較緩、水質(zhì)較為穩(wěn)定區(qū)域產(chǎn)卵滋生，且以硝化菌群為主要食料，不利于系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，在固定床工藝尤其常見，而生物膜法的活性污泥方式運行，從生存條件上遏制了紅蟲的生長條件。

3.12系統(tǒng)壽命長：

       填料耐磨耐用，攪拌器采用香蕉型的攪拌葉片，外形輪廓線條柔和，不損壞填料；整個攪拌和曝氣系統(tǒng)很容易維護管理，由于填料對氣泡的切割作用提高氧轉(zhuǎn)移效率，可使用穿孔曝氣提高曝氣系統(tǒng)安全性，延長檢修周期。

3.13適合于污水處理廠的升級改造及立體擴容：

       工藝運轉(zhuǎn)靈活性高，首先，可以采用各種池型（深淺方圓都可），而不影響工藝的處理效果；其次，可以很靈活的選擇不同比表面積填料及不同填料填充率。當實際運行進水水質(zhì)或水量發(fā)生變化時，只通過提高填料填充率，即可保證原設計生物池容不變的情況下，滿足原設計或提標后出水標準，達到體力擴容的目的，達到兼顧高 效處理和遠期擴大處理規(guī)模而無需增大池容的要求；zui后，移動床生物膜工藝可以方便的與原有工藝有機結(jié)合，形成活性污泥-生物膜復合工藝，傳統(tǒng)調(diào)控活性污泥系統(tǒng)的監(jiān)測及控制方法（例如控制排泥、曝氣等）均可用于復合工藝的調(diào)控，可根據(jù)系統(tǒng)功能、運行狀況靈活調(diào)整。

4、生產(chǎn)廠家介紹

       大連宇都環(huán)境工程技術有限公司成立于2002年，專注于MBBR工藝的環(huán)保企業(yè)，國內(nèi)MBBR填料生產(chǎn)量zui大的企業(yè)之一；國內(nèi)MBBR填料出口量zui大的企業(yè)。