什么是MBBR,？
MBBR工藝目前是污水處理領(lǐng)域的熱門工藝,，對于從事污水處理從業(yè)人員，不可不知,、不可不懂,。本文針對MBBR工藝詳細的介紹和解答。
一,、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。
圖：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,、MBBR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,、MBBR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,、MBBR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、MBBR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(xué)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,、MBBR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,。可以開始連續(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,、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,。總結(jié),，雖說從學(xué)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,、MBBR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、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,、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）,。
三種工藝優(yōu)缺點對比表：
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