MBBR工藝原理是運用生物膜法的基本原理，通過向反應器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率。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，每個載體內外均具有不同的生物種類，內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器，使硝化反應和反硝化反應同時存在，從而提高了處理效果。

一、MBBR工藝的原理和特點

1、MBBR工藝的原理

MBBR工藝原理是通過向反應器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率。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，每個載體內外均具有不同的生物種類，內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器，使硝化反應和反硝化反應同時存在，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，硝化和反硝化反應能夠在一個反應器內發(fā)生，對氨氮的去除具有良好的效果。

（3）去除有機物效果好

反應器內污泥濃度較高，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

曝氣池內無需設置填料支架，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、MMBR缺點

（1）反應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器的結構。反應器的結構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。在實際工程設計時應通過大量試驗來優(yōu)化反應器的構造和水力特性，降低能耗，進一步提高MBBR的經(jīng)濟效益。

（2）反應器出水往往設置柵板或格網(wǎng)以避免填料流失，但容易造成堵塞。在實際工程中，可以設置活動柵板，定期進行人工清理，也可設置空氣反吹裝置以防止堵塞。

二、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(與填料的設計運行狀態(tài)構有關)× 單位表面積的生物附著量(與填料的性能有關)

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

1、表面構造: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宜微生物生長。

3、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)水力學性能

1、孔隙率:填料占用的體積，孔隙率高好。

2、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。填料的密度應為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:

生物膜結構致密，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。

三、MBBR的研究現(xiàn)狀

MBBR是在20世紀90年代中期得到開發(fā)和應用的，其兼具傳統(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。迄今為止，國外已應用MBBR進行處理生活污水、工業(yè)廢水的小試、中試及生產(chǎn)性實驗研究，均取得了較好的效果。其中，美國的Captor工藝和德國的Linpor工藝是目前兩種比較成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。在完全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，研究了其對BOD的去除和硝化作用。

結果表明，硝化細菌優(yōu)先附著生長在載體上，硝化活性達0.33mgN/h·塊載體（載體體積為8cm3/塊），在4h內，BOD可完全去除，并繼而發(fā)生硝化作用，硝化作用可在10h內完成。在過去的10年中，移動床生物膜技術在挪威得到了發(fā)展，現(xiàn)已有100多個基于此技術的污水處理廠在17個國家中投入使用或在建造之中，它們主要用于去除市政污水或工業(yè)廢水中的有機物及氨氮。

微生物賴以棲息的新型載體的研制開發(fā)是移動生物膜法處理廢水的關鍵技術之一，其性能直接影響著污水的處理效果和投資費用?？蒲泄ぷ髡咭愿倪M填料為突破口，不斷推動移動生物膜法的發(fā)展。目前的懸浮填料大多是由聚乙烯、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，長了生物膜以后，在正常的曝氣強度下極易達到全池流化翻動。

懸浮填料的形狀通常為球狀、圓筒狀或粒狀，一般認為球狀有良好的水力學特性，是最理想的形狀。但受到生產(chǎn)技術的限制，有時將材料作成球狀很困難；而圓筒狀填料當其長徑比為1時接近于球狀，因此懸浮填料一般選擇圓筒狀。另外，填充在生物膜反應器的填料的比表面積多在100～500m2/m3之間。由聚乙烯制成的懸浮填料分兩種：一種為φ10×7（mm）、比表面積為335m2/m3，另一種為φ15×15（mm）、比表面積為235m2/m3；由聚丙烯制成的懸浮填料，密度為0.94g/cm3，形狀為有波紋的圓柱體，尺寸為φ15～20（mm）×20～30（mm）。

近年來，我國不少學者也進行了MBBR工藝的研究，但大多仍處于試驗性研究階段。其關鍵技術在于對懸浮填料的研究，如同濟大學的專利產(chǎn)品為φ50×50（mm）的圓筒狀懸浮填料，比表面積為278m2/m3，材料為改性的聚乙烯；李峰報道的懸浮填料由聚丙烯塑料制成，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比國外的要大，這主要是受整個工藝和出水格柵的限制。

總體而言，我國目前對懸浮填料的研究才剛剛起步，新型懸浮填料在我國污水處理工程中的應用具有廣泛的發(fā)展空間。目前，國內常用的填料有蜂窩填料、軟性填料、半軟性填料及復合填料等固定型填料，但這些填料在使用中常會遇到堵塞、結團、布氣布水不均勻等問題，影響了生物處理效果。另外，上述填料均需安裝在輔助支架上，這就給填料的安裝、更換等造成諸多不便，使工程投資和運行管理費用相對提高。

從經(jīng)濟、實用、高效的角度出發(fā)，高性能的新型填料在材質方面，應具有價格低廉、使用壽命長、易掛膜等特點；在結構方面，設計的比表面積應盡可能地大，并可以制造一些功能區(qū)，適應不同要求的厭氧、好氧微生物的生長，又兼顧易脫膜的特點。同時，應盡可能地降低懸浮填料的造價，最大程度發(fā)揮其優(yōu)點，使懸浮填料能更廣泛地應用到污水處理中。