隨著國家《水汙染(ran)防(fang)治法》和《水汙染(ran)防(fang)治行動計(ji)劃》（簡稱“水十條”）的頒布，對汙水處理的排放標準要求越來越嚴(yan)，國內現有城(cheng)鎮汙水處理設施要因地製宜進行改造，達到相應排放標準。國內很(hen)多汙水處理廠在建設初期由於用地限製，並沒(mei)有預留足(zu)夠(gou)的擴建用地。在北方(fang)冬季寒冷(ling)地區，由於排放標準的提高、硝化菌群對溫度(du)的敏感性、以及低溫下對活性汙泥法汙泥濃度(du)的影響，導致生(sheng)化處理係統不能很(hen)好的除氮。對於汙水處理工程的這一難點國內外均提出了不同的解決辦(ban)法，如采用對低溫更具(ju)有抵抗能力的生(sheng)物膜工藝就(jiu)能很(hen)好的解決汙水中除氮的問題。生(sheng)物膜法處理工藝多種(zhong)多樣，如法國得利(li)滿公司開發的固定床式(shi)的曝氣生(sheng)物濾(lv)池工藝、移動床生(sheng)物膜處理工藝等等。本文主(zhu)要針對將(jiang)生(sheng)物膜法和活性汙泥法有機結合(he)的移動床生(sheng)物膜工藝進行介紹。

目(mu)前移動床生(sheng)物膜工藝（Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR）已在世界上很(hen)多國家建成了數千(qian)套汙（廢）水處理設施，取得了良(liang)好的處理效果。MBBR工藝運用生(sheng)物膜法的基本原理、同時結合(he)活性汙泥法的優點，以懸(xuan)浮填料作為微生(sheng)物生(sheng)長的載體，通過懸(xuan)浮填料在二級生(sheng)化池中的充分流化，實現汙水的高效處理。

一、工作原理

移動床生(sheng)物膜工藝（Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR）需要具(ju)有比重接近(jin)於水，有效比表麵積(ji)大，適合(he)微生(sheng)物附著生(sheng)長等特點的懸(xuan)浮填料，目(mu)前國內已經有多家設備廠商開發成功，我國也(ye)頒布了相應的行業規範。懸(xuan)浮填料在生(sheng)化池中輕微攪拌即可懸(xuan)浮起來，易於隨水自由運動，能夠(gou)很(hen)好的形成流化狀態。

在好氧條件下，曝氣充氧時產生(sheng)的空(kong)氣泡(pao)上升浮力能夠(gou)推動填料和周圍的水體流動，當氣流穿過水流和填料空(kong)隙(xi)時又被填料阻滯，並被分割成小氣泡(pao)。在這樣的過程中，填料被充分地攪拌並與(yu)水流混合(he)，而空(kong)氣流又被充分地分割成細小的氣泡(pao)，增加了生(sheng)物膜與(yu)氧氣的接觸和傳氧效率。在厭氧條件下，水流和填料在潛水攪拌器的作用下充分流化起來，達到生(sheng)物膜和被處理的汙染(ran)物充分接觸而降解的目(mu)的。

MBBR工藝的核心是實現懸(xuan)浮載體填料的充分流化，以達到強(qiang)化處理汙染(ran)物的目(mu)的。在MBBR工藝的實際應用上，需要考慮的因素主(zhu)要有生(sheng)化池池型、懸(xuan)浮填料投加量、曝氣係統、攔截篩網、推進器等。

在曝氣區內生(sheng)物填料的流化是係統實現良(liang)好處理功能的關鍵。其主(zhu)要依(yi)靠生(sheng)化池的好氧區曝氣係統來實現。在好氧區中適當的曝氣係統能夠(gou)確(que)保生(sheng)物載體流化填料的流化效果，保證流化填料在水體中做上下、前後的流動，使(shi)填料與(yu)汙水進行充分的混和、碰撞、接觸，有效完成汙染(ran)物、水、氣三(san)向的接觸、交換、吸附等過程。填料比重一般選擇為0.94-0.97，在培菌期間，填料表麵會慢慢附著大量的生(sheng)物膜，附著量越大，比重逐漸增加，當填料上生(sheng)物膜到一定厚度(du)時，其比重大於1，填料從非曝氣區下沉到水池底部，曝氣區底部的衝擊力最強(qiang)，能迅(xun)速衝洗掉(diao)填料上的殘餘(yu)生(sheng)物膜，脫膜後的填料比重也(ye)隨之降低到1以下，並在曝氣區上升。根據(ju)掛膜前後的比重變(bian)化特點，填料可以隨水流在曝氣區和非曝氣區翻騰(teng)，從而交替(ti)完成了生(sheng)物膜的生(sheng)長和脫落過程，保證生(sheng)物膜的數量穩(wen)定性和活性，使(shi)工藝運行較穩(wen)定。為了防(fang)止流化懸(xuan)浮填料隨混合(he)液(ye)進入(ru)下一個環節，在好氧區內適當位置設計(ji)采用篩網進行簡單攔截和分隔。篩網材(cai)質(zhi)選用不鏽鋼，型式(shi)與(yu)懸(xuan)浮填料配套。

MBBR工藝特點主(zhu)要有如下幾方(fang)麵：

1.可強(qiang)化脫氮除磷

采用活性汙泥-懸(xuan)浮填料複合(he)工藝，可實現同一反應器內不同功能微生(sheng)物的汙泥齡分離。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(sheng)物活性較差處理負荷降低、老(lao)化難以聚集降低沉降性能等，實際傳統脫氮除磷工藝在汙泥齡上存在不可調和的矛盾(dun)。複合(he)工藝由於生(sheng)物填料的投加，為硝化細菌的生(sheng)長提供了載體，延長其汙泥齡，提高脫氮效果；同時控(kong)製活性汙泥體係為短泥齡，可增強(qiang)除磷效果；泥-膜在曝氣及水流帶動下充分流化，促進生(sheng)物膜更新，防(fang)止泥齡過長、汙泥老(lao)化處理性能下降；冬季水溫較低、活性汙泥係統不利(li)於硝化菌群生(sheng)長時，脫落生(sheng)物膜對活性汙泥起到持續接種(zhong)作用，維(wei)持係統硝化性能不下降。

2.抗衝擊負荷能力強(qiang)，處理效果好

衝擊負荷主(zhu)要表現為常規汙染(ran)物水質(zhi)衝擊、毒(du)害汙染(ran)物水質(zhi)衝擊和水量衝擊，本質(zhi)是單位時間內單位表麵積(ji)微生(sheng)物所承載的汙染(ran)物量的變(bian)化對處理效果的影響。MBBR工藝填料區汙泥齡長，增大微生(sheng)物種(zhong)群的豐度(du)，有利(li)於難降解有機物的處理。

低溫、高鹽、低基質(zhi)等惡劣(lie)水質(zhi)條件下，MBBR長泥齡及局部存在好氧、缺氧微環境，有利(li)於其對於惡劣(lie)水質(zhi)條件下，適應微生(sheng)物的篩選與(yu)富(fu)集，利(li)於馴化嗜冷(ling)菌、耐高鹽菌等的富(fu)集。生(sheng)物膜傳質(zhi)比活性汙泥慢，同樣生(sheng)物降解產生(sheng)的熱量與(yu)水體交換較慢，提高微生(sheng)物的局部環境溫度(du)，有利(li)於細菌活性的維(wei)係，宏觀表現出MBBR對於低溫、高鹽、低基質(zhi)等惡劣(lie)水質(zhi)條件下，仍有較好的處理效果。

3.活性汙泥不易膨脹

采用純MBBR係統，因為為純膜法，無汙泥膨脹問題；采用活性汙泥-懸(xuan)浮填料複合(he)工藝時，由於老(lao)化脫落的生(sheng)物膜無機質(zhi)比例較高，密度(du)大易於沉降；且生(sheng)物膜胞(bao)外聚合(he)物比活性汙泥更多，具(ju)有接觸絮凝效果，提高汙泥聚集性能，提高汙泥沉降性能。

剩餘(yu)汙泥產量較低，節約汙泥處置費(fei)用生(sheng)物膜法的汙泥產率僅為活性汙泥工藝的一半，采用MBBR工藝可顯著降低剩餘(yu)汙泥產量，且汙泥沉降性能的提升，易於降低汙泥含水率，可節約汙泥處置費(fei)用。

4.不易堵塞、無需反衝洗

固定床工藝經常出現配水不均勻易產生(sheng)死區、需定期反衝洗額外耗能及需配套設施、受紅蟲困擾(rao)降低硝化性能等問題。由於填料和水流在生(sheng)物池的整(zheng)個容(rong)積(ji)內都能得到混合(he)，從根本上杜絕了生(sheng)物池的堵塞可能，池容(rong)得到完全利(li)用，無需反衝洗。

5.MBBR懸(xuan)浮填料係統壽命長

填料耐磨耐用，攪拌器采用香蕉型的攪拌葉片，外形輪廓線(xian)條柔和，不損壞填料；整(zheng)個攪拌和曝氣係統很(hen)容(rong)易維(wei)護管理，由於填料對氣泡(pao)的切割作用提高氧轉移效率，可使(shi)用穿孔曝氣提高曝氣係統安全性，延長檢修周期。

6.適用於汙水處理廠升級改造及立體擴容(rong)

MBBR工藝運轉靈(ling)活性高，可以采用各(ge)種(zhong)池型，而不影響工藝的處理效果；同時可以很(hen)靈(ling)活的選擇不同比表麵積(ji)填料及不同填料填充率。當實際運行進水水質(zhi)或(huo)水量發生(sheng)變(bian)化時，隻(zhi)通過提高填料填充率，即可保證原設計(ji)生(sheng)物池容(rong)不變(bian)的情(qing)況(kuang)下，達到體力擴容(rong)的目(mu)的，達到兼顧高效處理和遠(yuan)期擴大處理規模而無需增大池容(rong)的要求。

二、MBBR工藝的應用特點

由於MBBR工藝獨有的泥膜共(gong)生(sheng)係統，能夠(gou)很(hen)好的將(jiang)活性汙泥法和生(sheng)物膜法有機結合(he)起來，具(ju)有泥膜共(gong)生(sheng)技術的顯著優點，將(jiang)活性汙泥法和生(sheng)物膜法巧妙的結合(he)在一起。該係統的主(zhu)要目(mu)的就(jiu)是利(li)用生(sheng)物膜法抗低溫效果好的特性，增強(qiang)有機物和氨氮在好氧段(duan)的去(qu)除，使(shi)他(ta)們的去(qu)除率超過單獨使(shi)用混合(he)液(ye)的相應去(qu)除率。MBBR懸(xuan)浮填料中生(sheng)產的生(sheng)物膜內存在硝化菌，生(sheng)物膜的剝(bo)落會給混合(he)液(ye)接種(zhong)，與(yu)在同樣的混合(he)液(ye)懸(xuan)浮固體平(ping)均細胞(bao)停留時間下的單獨活性汙泥法相比，這種(zhong)生(sheng)物膜剝(bo)落和接種(zhong)會顯著增加混合(he)液(ye)中的硝化菌比例，因此(ci)生(sheng)物膜載體的存在有助於增加單位池子(zi)體積(ji)的硝化率，增強(qiang)二級處理工藝的硝化能力，從而進一步(bu)提高氨氮的去(qu)除效率。其主(zhu)要應用特點有以下幾方(fang)麵：

1.適用於進水溫度(du)極低的嚴(yan)寒地區

在我國內蒙和東北地區，冬季寒冷(ling)季節一般要持續半年。汙水進水溫度(du)持續低溫的情(qing)況(kuang)下，對活性汙泥的生(sheng)長和降解汙染(ran)物的能力會受到很(hen)大的影響。而MBBR工藝係統中具(ju)有普(pu)通活性汙泥法不具(ju)備的生(sheng)物膜係統，抵抗低溫的能力更為優秀，例如在我國的內蒙赤峰縣汙水進水溫度(du)最低時達到4℃，持續監測出水水質(zhi)指(zhi)標1個月後發現，汙染(ran)物指(zhi)標仍能夠(gou)滿足(zu)國家排放標準。

2.適用於改擴建工程

由於MBBR工藝向生(sheng)化池中投加懸(xuan)浮填料後，生(sheng)化池中懸(xuan)浮填料的活性汙泥菌群可以在不影響原有生(sheng)化池菌群的前提下生(sheng)長，這樣就(jiu)可以在不動土建的前提下實現處理水量的增加，極大的減少(shao)了擴建工程的工作量，同時減少(shao)了建設用地。但MBBR工藝帶來極大便(bian)利(li)的同時，也(ye)要注意設計(ji)上的問題。在原有生(sheng)化池中投加懸(xuan)浮填料的比例要適中，過度(du)的投加懸(xuan)浮填料會導致填料的流化困難，根據(ju)實際工程經驗，懸(xuan)浮填料最大投加比例為好氧區池容(rong)的60%，通常設計(ji)時均留有餘(yu)量，投加比例不會超過50%，否則填料流化困難將(jiang)帶來填料堆(dui)積(ji)、堵塞篩網、生(sheng)化池溢(yi)流等嚴(yan)重問題。

3.應合(he)理設計(ji)篩網過流麵積(ji)及曝氣係統

由於一般MBBR工藝懸(xuan)浮填料尺寸(cun)為25mm的圓形多孔填料，懸(xuan)浮填料在好氧區處於流動循環狀態，為避(bi)免懸(xuan)浮填料隨水流進入(ru)下一個構(gou)築物導致填料的流失，在MBBR工藝懸(xuan)浮填料區需設置攔截篩網對懸(xuan)浮填料進行攔截。設計(ji)上需考慮在攔截填料的同時應保證篩網孔眼的過流量，如過流量不足(zu)或(huo)底部曝氣係統設計(ji)不合(he)理，將(jiang)導致懸(xuan)浮填料在篩網處堆(dui)積(ji)，這將(jiang)對過流量產生(sheng)負麵的影響，嚴(yan)重時懸(xuan)浮填料會全部淤堵在篩網處，導致生(sheng)化池內的水量無法進入(ru)下一單元(yuan)，最終導致冒(mao)池現象的發生(sheng)。設計(ji)時應充分應用水力學原理，在篩網處設計(ji)單獨的穿孔曝氣管，使(shi)篩網處的懸(xuan)浮填料處於流化狀態，從而發揮懸(xuan)浮填料正常的處理功能。

結語

移動床生(sheng)物膜填料工藝（MBBR工藝）作為近(jin)些年新開發的汙水處理工藝，其在苛(ke)刻(ke)的外部條件下，對於強(qiang)化汙水中有機汙染(ran)物的去(qu)除具(ju)有良(liang)好的處理效果。因此(ci)移動床生(sheng)物膜填料工藝（MBBR工藝）的應用前景十分廣(guang)闊。在實際設計(ji)和應用過程中，需要對該工藝的運行特點作深入(ru)的了解，規避(bi)可能產生(sheng)的問題，充分發揮MBBR工藝的優勢，不斷解決完善其在工程實踐過程中產生(sheng)的問題，使(shi)其在汙水處理領域大放光(guang)彩。