[科普中国]-移动床生物膜反应器

简介

MBBR的基本设计思想是能够连续运行，不发生堵塞，无需反冲洗，水头损失较小并且具有较大的比表面积。这可以通过生物膜生长在较小的载体单元上，载体在反应器中随水流自由移动来实现。在好氧反应器中，通过曝气推动载体移动；在缺氧/厌氧反应器中，通过机械搅拌使载体移动。为防止反应器中填料的流失，可在反应器出口处设一个多孔滤筛(图1)。MBBR一般为长方体型或圆柱形结构。长方体型的反应器沿池长方向用隔板均匀分为几格或不分格。从总体上看，水流在反应器中呈推流态，而在每格中，由于曝气流化，水流呈完全混合态。池内填充比重接近于水、比表面积大的聚乙烯或聚丙烯悬浮填料，反应器内的生物膜附着表面可达500m2/m3，实际比表面积(填料的内表面)达350m2/m3。穿孔曝气管在一侧曝气，使填料在池内循环流动。圆柱体型结构的反应器底部设有微孔曝气头。另外，有的反应器不仅在池底安装了曝气装置，还安装了搅拌装置。这些搅拌装置可以使反应器方便灵活地应用于缺氧状态下。有时为了防止曝气带来的气提作用和挥发作用，可以在反应器上方加一个盖子。

在国外，应用MBBR进行了处理生活污水和某些工业废水的小试、中试及生产性研究，均取得了较好的效果。试验表明，移动床生物膜污水处理工艺适用于中、小型生活污水和工业有机废水处理。其中，一体化或地埋式污水处理装置在我国拥有很好的推广应用前景。 然而，移动床生物膜反应器也仍有一些问题，例如，填料在反应器内的移动状态不均衡，池内不同程度地存在死区。如何改善反应器内的水力流动特性并降低运行能耗，是移动床生物膜反应器研发中值得深入探讨的问题。以SBR的运行方式来操作MBBR，是对MBBR技术的一种改进，这种反应器被称为移动床序批式生物膜反应器(Moving．Bed Sequencing BatchBiofilm Reactor，MBSBBR)，MBSBBR兼有MBBR和SBR的优点。另一种改进是让填料随水流在反应器内循环移动，这种反应器被称为循环移动载体生物膜反应器，它兼有MBBR和内循环反应器的优点。

MBBR的基本特征MBBR是一类新型的生物膜反应器，是在固定床反应器、流化床反应器和生物滤池的基础上发展起来的一种改进的新型复合生物膜反应器。它克服了固定床反应器需要定期反冲洗，流化床反应器需要使载体流化，淹没式生物滤池堵需清洗滤料和更换曝气器的复杂操作的不足，又保留了传统生物膜法抗冲击负荷、污泥产量少、泥龄长的特点。与活性污泥法相比，由于泥龄较长，可保持较多的硝化细菌，具有更好的脱氮效果。其主要原理是利用污水连续流过反应器填料载体后，在载体上形成生物膜，微生物在生物膜上大量繁殖生长的同时降解污水中的有机污染物，从而起到净化污水的作用1。

MBBR处理制浆造纸污水的研究和发展前景自MBBR反应器诞生至今，由于该工艺集中了生物滤池、固定床和流化床的优点，引起了世界各国专家学者的广泛兴趣，特别是它建造简单、操作方便、有机物去除效率高、除磷除氮能力强，尤其适合中小型企业污水的深度处理和有机污水的处理。

1991年Rusten等人用MBBR处理中性亚硫酸盐制浆污水，在CODcr高达20～30kg/(m3·d)、载体填充率为70%的条件下，CODcr总去除率为70%，BOD5去除率为96%，当CODcr逐渐增至高达50kg/(m3·d)时，去除率基本保持恒定，总去除率为60%--70%。

Broch等人采用中试规模的MBBR处理新闻纸厂污水，当水力停留时间在4～5h时，CODcr和BOD5去除率分别为65%～75%和85%～95%；适当延长水力停留时间，CODcr和BOD5去除率可分别提高到80%和96%。

Chandler等人采用塑料填料，应用两级MBBR对造纸厂污水进行中试，结果表明，水力停留时间为3h，出水BOD5r可减少93%，平均浓度达到7.83mg/L。

四川理工学院李文俊等采用混凝一MBBR法，对某厂中段污水(包括洗筛污水、漂白污水和剩余白水等)进行实验。该厂以慈竹为原料，采用KP法蒸煮，CEH三段漂白。其主要水质指标为：CODcr1640mg/L，SS 1330mg/L，色度187倍，pH6.9，颜色为黄褐色。经过混凝处理，在最佳条件下出水CODcr，为780mg/L左右，再经MBBR生化处理，出水色度为23倍，CODcr130mg/L，SS