摘要：MBBR是二十世纪开始崭露头角的一种新型工艺，这种流动床生物膜反应器与传统的活性污泥法相比，有许多后者无法比及的优点，尤其是在污水和废水的处理方面优势最为突显，在相关领域中颇受关注。本文主要介绍了MBBR这种新型工艺的制作原理及其优势所在，论述了MBBR工艺在工业废水处理领域的应用前景，以及该项工艺未来发展走向。
关键词：MBBR；工业废水；处理应用
引言
二十世纪时期产生的移动床生物膜反应器MBBR源于挪威AnoxKaldnes 环境公司与 SINTEF研究机构的一次合作，在双方的共同努力下正式研发出了MBBR工艺，主要用来解决相关生物滤池堵塞、不断清洗反应器、经常更换曝气器等相关问题，是一种新型的适用于工业污水处理的优良技术。其填料可借助气泡与水的推动力在反应器内保持流动状态，使废水、空气、生物膜三者充分交互接触，共同完成废水的净化过程。与传统的活性污泥法相比，MBBR 在功能上占据更多优势。到目前，MBBR工艺在污水处理领域应用范围甚广，有效解决了工业污水的诸多难以攻克的问题，是当下社会具有广大发展前景的一项新型技术。
1MBBR反应器的作用原理及特点
MBBR可理解为一种生物流化床技术，其核心构件是悬浮的填料，通过微生物群体吸附在固体填料的表面上，运用形成的一种生物保护膜来达到废水处理目的.相较于传统的活性污泥法，技术上更为高效更加先进。MBBR主要原理是创造微生物的生长环境，将悬浮填料放置于曝气池中，当污水废水经过时会在上面生成一层生物膜，利用水流和曝气池中的气体对吸附在膜上的微生物进行流化处理，悬浮的填料会在MBBR的作用下随着曝气自由流动，而此前形成的生物膜上所附着的微生物会自动进行新陈代谢，从而达到对污水净化处理的效果。
MBBR主要有五个特点：
（1）MBBR不需要新建一个反应池，可直接对已有的曝气池加以改进利用即可，占地面积小较而处理量却是较大的。密度与水接近，悬浮的填料直接利用曝气便能在反应池中实现流动。
（2）因填料上吸附有大量微生物，通过再曝气流动，不仅可提高溶解氧的浓度，还能够增强生物膜的剪切能力，可使微生物的生长环境处于利其生长的流动状态，衍生出更多种类共同确保出水的质量。此外曝气池还可有效调整生物膜的薄厚程度，进一步提高该反应池的灵活程度。
（3）MBBR还能同时创造出好氧和厌氧，不需要增加其他化学成分，也不需要人工反复冲洗，可大量节省人力操作提升便捷性。
（4）和市面上其他的反应器相比，MBBR形成的生物膜污泥颗粒较大，说明其对水的沉降能力更好。
（5）MBBR 形成的生物膜适应性更好，面对不好的环境如低温、污染严重甚至是有毒的环境都具有较强的抗冲击能力。
2MBBR在处理工业废水方面的应用现状
2.1 MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。
MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。
2.2工业废水处理中的应用
某化工厂在处理工业废水问题上，采用了新型的MBBR工艺技术，专门构建有MBBR废水处理设施，占地面积小于传统滴滤池废水处理设施，废水在流入活性污泥系统再进MBBR处理，具体流程可参见图2。
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图2 化工厂废水处理流程
好氧池采用了载体流化床（MBBR）工艺，在好氧的条件下，MBBR载体上的高浓度的生物菌群具有很强的COD降解能力，同时载体上丰富的生物菌群类型，增加了对难降解有机物的降解性能。由于MBBR载体上的生物膜污泥龄长，适宜于微生物的生长。底部铺设微孔曝气管，接鼓风机曝气。
相关数据显示MBBR的设计流量为400m3/h，MBBR反应器的空间大小为6980m³，由两个处理池组成，停留时间29h。载体填充比率为50%，每小时空气量为2425m3，配备的供气鼓风机共有4台，其中1台是备作机，能够有效去除BOD和60%以上的有机物。
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2.2在炼油废水处理中的应用
在炼油厂废水处理试验中，通过从厌氧到好氧、再从好氧到移动床生物膜反应器，在这过程中对（A/O2/MBBR）进行组合形成新型工艺，对此进行研究，对炼油过程中产生的废水进行分析，了解当中所含氨氮的降解情况及反应器能够承受的负荷力。试验结果显示：采用A/O2/MBBR 组合工艺净化后的水质显然优于采用A/O2工艺净化后的水质，实验也体现出了使用MBBR技术的实用性，A/O2工艺对废水的处理效率得到较大提高，而且缩短了停留时长，增加了抗冲击负荷能力。较大程度上提高了炼油过程中对废水的有效处理率。
3、对MBBR在处理工业废水方面的展望
虽然MBBR工艺的发明到今天才短短的十几年，但因其集合了生物滤池、固定床和流化床的优势，成功吸引了众多专家学者们的广泛关注，正因如此，MBBR工艺技术得到了更加广泛的使用。在今后的发展进程中，可从以下三个方面发展MBBR工艺。
工艺流程中，来自预处理区的污水与二沉池的回流污泥一起进入水解酸化池，为水解酸化池提供了足够的微生物。在水解酸化池的厌氧的环境下，厌氧和兼性微生物将污水中不易降解的大分子有机物降解成微生物易吸收的小分子有机物，而且可以降解有毒物质，经过水解酸化池后，废水的可生化性具有一定的提高。然后进入到好氧池，好氧池采用了载体流化床（MBBR）工艺，在好氧的条件下，MBBR载体上的高浓度的生物菌群具有很强的COD降解能力，同时载体上丰富的生物菌群类型，增加了对难降解有机物的降解性能。由于MBBR载体上的生物膜污泥龄长，适宜于硝化菌的生长，硝化菌浓度高，硝化效果好，能把大量的氨氮硝化成硝态氮。
3.1工艺条件
对中小企业来讲，MBBR技术在污水废水处理方面较有较高的适用性，当下国内对这项工艺的研究和使用具有小众化特征，对此应进一步明确MBBR 工艺对污水废水的处理原理及其应具备的条件，才能不断扩大MBBR技术的适用范围。
3.2MBBR 改进
MBBR 在实际运用中，很难保证填料始终呈现均衡的流动状态，所以在实际的设计中要通过优化来确保水力的流动性，最大程度降低能量消耗，这样才能节约成本提高经济效益，对此应对MBBR在实际的设计和水力方面作深入的研究。
3.3反应动力学研究
有关生物膜反应器系统的研究成果较多，其中也不乏从动力学角度切入主题的研究，但有关MBBR 的水解动力学研究成果甚少，特别是与非扩散COD相关人水动力研究，目前还只是刚刚起步，尚未形成一个可完整表达动力学的有效方式，水解位置也无法确定，有持液相观点的也有持生物膜观点的，这些均有待深入研究才能明确。
总结
MBBR作为一种新式生物膜反应器，在污水废水处理上有着能力较强、成本较低的优点，可有效降低能耗，且无需进行反冲洗处理，有效降低了水头的损坏率，且不易发生堵塞等现象.正因这些工艺上的特点MBBR在相关领域中得到了广泛应用，特别是在处理浓度较高的有机废水方面性能俱佳。在实际使用过程还能较为灵活的根据水动力特点和其他传统工艺相结合，最大程度确保了水质的稳定性。文末对MBBR今后的发展方向进行了展望，希望可为污水废水处理效益的提高提供有益的帮助。
参考文献：
[1]汪传新，龚灵潇，彭永臻.低温下MBBR处理低碳氮质量比生活污水的同步硝化反硝化特性[J].中南大学学报：自然科学版，2014，45（8）：2920-2927.
[2]王欲晓，李坚.MBBR工艺提升化工废水生化处理能力的应用研究[叮].徐州工程学院学报：自然科学版，2013，28（4）：76-79.
论文作者:张元赢
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：生物论文; 反应器论文; 工艺论文; 废水处理论文; 废水论文; 载体论文; 填料论文; 《基层建设》2019年第30期论文;