MBBR的技術特征和填充性能的判別指標
MBBR的技術特征和填充性能的判別指標。
MBBR技術原理是利用生物膜法的基本原理，通過向反應器投入一定數量的懸浮載體，提高反應器的生物量和生物種類，提高反應器的處理效率。填充劑的密度接近水，曝氣時與水完全混合，微生物生長的環境為氣、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。此外，每個載體內外都有不同的生物種類，內部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部是好氧菌，所以每個載體都是微型反應器，同時存在硝化反應和硝化反應，從而提高了處理效果。
一、MBBR工藝的原理和特點。
1、MBBR工藝原理。
MBBR技術的原理是向反應器投入一定數量的懸浮載體，提高反應器的生物量和生物種類，提高反應器的處理效率。填充劑的密度接近水，曝氣時與水完全混合，微生物生長的環境為氣、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。此外，各載體內外生物種類不同，內部生長厭氧菌和兼氧菌，外部生長良好，各載體為微型反應器，同時存在硝化反應和硝化反應，提高處理效果。
MBBR技術兼具傳統流化床和生物接觸氧化法兩者的優點，是一種新型高效的污水處理方法，通過曝氣池內的曝氣和水流的提高作用使載體處于流化狀態，形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，移動床的生物膜使用整個反應器空間與傳統填充劑不同，懸浮填充劑與污水多次接觸，因此被稱為移動生物膜。
2、MBBR的優勢。
與活性污泥法和固定填充劑生物膜法相比，MBBR具有活性污泥法的高效性和運行靈活性，具有傳統生物膜法的耐沖擊負荷、泥齡長、剩馀污泥少的特點。
(1)填充劑的特點。
填料多由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯發泡體等制成，比重接近水，以圓柱狀和球狀為主，易掛膜，不結塊、不堵塞、易脫膜。
(2)良好的脫氮能力。
填充劑形成良好的飼養、缺氧和厭氧環境，硝化和硝化反應可在一個反應器內發生，對去除氨氮有良好的效果。
(3)有機物去除效果好。
反應器內污泥濃度高，一般污泥濃度為普通活性污泥法的5~10倍，可達30~40g/L。在提高有機物處理效率的同時，抗沖擊負荷能力強。
(4)易于維護和管理。
曝氣池內無需設置填充支架，便于填充和池底曝氣裝置的維護，同時投資和占地面積。
3.MMBR的缺點。
(1)反應器中的填充劑依靠曝氣和水流的提高作用處于流化狀態，在實際工程中容易發生局部填充劑堆積的現象。為了避免填充劑的堆積，有必要改善曝氣管道的配置和反應器的結構。反應器的結構大大決定了水力特性。在實際工程中，單個反應器的長度比在0.5左右，長度在3m以下有助于填充材料的完全移動。在實際工程設計時，應通過大量試驗優化反應器的結構和水力特性，降低能耗，進一步提高MBBR的經濟效益。
(2)反應器的出水多設置柵欄板和網格，避免填充劑的流失，但容易堵塞。在實際工程中，可安裝活動格柵板，定期人工清掃，也可安裝空氣反吹裝置，防止堵塞。
二、MBBR填充劑的判別指標。
1、生物膜的附著性。
生物膜的附著能力—評估填料的優劣；最重要的指標生物附著量=受保護的表面積（與填料的設計運行狀態結構有關）×單位表面積的生物附著量（與填料的性能有關）
2.填充材料的性能。
填充性能-評價填充生物附著量的最重要指標。
(1)填充材料的表面性能。
1、表面結構：一般認為表面粗糙度大，掛膜速度快。
2、表面電位：一般微生物帶負電荷，填料表面為正電荷適合微生物生長。
3、親水性：微生物為親水性顆粒，填料親水性好，適用于微生物生長掛膜狀態。
(2)水力學性能。
1、孔隙率:填充材料占有的體積，孔隙率高。
2、形狀尺寸：影響水流、氣流的流態。
(3)流化性能：與填料密度有關。填充劑的密度為0.97-1.03，小曝氣和攪拌可以流化。
3.懸掛膜的成熟判別。
肉眼判斷：
生物膜均勻分布在載體表面，越靠近載體表面越致密，反之越松散，同時載體顏色越深，標志著載體掛膜進入成熟期。
鏡檢判斷:
生物膜結構致密，微生物種類多樣，固定型纖維毛蟲、鐘蟲、累枝蟲等數量多，少量輪蟲、游泳型纖維毛蟲顯示出生物膜的成熟。
三、MBBR的研究現狀。
MBBR是1990年代中期開發和應用的，兼具傳統流化床和生物接觸氧化法兩者的優點，是一種新型高效的污水處理方法。迄今為止，國外應用MBBR進行生活污水、工業廢水處理的小試驗、中試驗和生產性實驗研究，取得了良好的效果。其中，美國的Captor技術和德國的Linpor技術是現在比較成熟的多孔懸浮載體系統。在完整的混合反應器中加入聚氨酯泡沫塊供微生物附著生長，用于處理城市生活污水，研究了BOD的去除和硝化作用。
結果表明，硝化細菌優先生長在載體上，硝化活性達到0.33mgN/h塊載體(載體體積為8cm3/塊)，4小時內BOD完全去除，產生硝化作用，硝化作用在10小時內完成。在過去的10年里，移動床生物膜技術在挪威發展，目前已有100多家基于該技術的污水處理廠在17個國家使用或建設，主要用于去除市政污水和工業廢水中的有機物和氨氮。
微生物賴以棲息的新型載體研發是移動生物膜法處理廢水的關鍵技術之一，其性能直接影響污水的處理效果和投資費用。科研人員以改進填充劑為突破口，不斷推進移動生物膜法的發展。現在的懸浮填充劑大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯發泡體等制成的，比重接近水，生物膜生長后，在正常的曝氣強度下容易達到全池的流化。
懸浮填料的形狀通常為球狀、圓筒狀或顆粒狀，一般認為球狀具有良好的水力學特性，是最理想的形狀。但是，受生產技術的限制，有時很難將材料變成球狀，圓筒狀填充材料的長徑比為1時接近球狀，因此懸浮填充材料一般選擇圓筒狀。此外，生物膜反應器填充的填充材料比表面積多100~500m2/m3之間。聚乙烯制成的懸浮填料分為φ10×7(mm)、比表面積為335m2/m3、φ15×15(mm)、比表面積為235m2/m3的聚丙烯制成的懸浮填料，密度為0.94g/cm3，形狀為波紋圓柱體，尺寸為φ15~20(mm)×20~30(mm)。
近年來，我國許多學者也進行了MBBR技術的研究，但大多還處于試驗性研究階段。其重要技術是對懸浮填料的研究，濟大學專利產品為φ50×50(mm)的圓筒狀懸浮填料，比表面積為278m2/m3，材料為改性聚乙烯的李峰報道的懸浮填料為φ50×50(mm)的圓筒狀，比表面積為350m2/m3一般來說，國內使用的載體外形尺寸大于國外，主要受整個工藝和出水格柵的限制。
總的來說，中國目前對懸浮填料的研究剛剛開始，新型懸浮填料在中國污水處理工程中。
