移动床生物膜反应器（MBBR）与固定床平板填料的区别

移动床生物膜反应器（MBBR）兼具生物膜法和活性污泥法这两种传统污水处理工艺优点，采用悬浮填料，增加微生物浓度，具有良好的脱氮除磷效果。首先，MBBR“镶嵌改造”可以将MBBR系统嵌入原活性污泥系统，在原厂不增容的条件下与现有工艺结合进行原池提标升级，占地省，投资和运行费用也相对较小。 其次，MBBR提标改造还具有可持续升级的特点。通过将原主体处理工艺A²/O+MBBR改为Bardenpho+MBBR 进行了第二次提标改造，出水由一级A提升至地表水准Ⅳ类标准，且无需新增深度处理设施即可使出水TN均值在10mg/L。

MBBR成功应用的关键因素之一在于比重接近于水且比表面积较大的悬浮填料，它的性能好坏关系到挂膜的难易以及反应器中生物量的多少和处理效率的高低。

一、MBBR填料选择的原则
1、要有良好的生物膜固着性能

填料的表面粗糙度要大，这样易于有机物滞留，微生物易繁殖、挂膜；要有亲水性，易于亲水性微生物在其表面附着；还要有一定的静电作用，因为一般情况下，微生物带负电，填料带正电易于微生物附着。

2、要有良好的水力学特性

比重接近于水，易随水流移动; 具有较大的比表面积，可以保持高浓度的生物量; 填料的形状和尺寸设计要有较好的流态。

3、要有足够的机械强度和惰性

填料要耐磨损，使用寿命长；填料不能被生物降解，耐腐蚀。

4、价格低廉，便于运输

填料的投资占系统建设成本的一部分，选择合理经济的填料也尤为重要。

二、MBBR填料的材质

按材质分主要有塑料、聚氨酯(PU)、陶粒和其他新型材质填料等。不同材质的填料特性差异较大，同材质不同构型的填料在各项参数上也存在差异，因此不同填料MBBR的水处理效能各不相同。填料很大程度上决定MBBR的处理效果，因此对填料的了解至关重要。

1.PE填料

作为MBBR中最常见的填料之一，PE填料具有经济效益高、处理效果好、在反应器内易处于悬浮状态等优点，已被广泛用于处理生活污水、餐饮废水、工业废水和垃圾渗滤液等实际工程中。
以PE为填料的MBBR对污废水中的色度、化学需氧量、氨氮、总氮、硝氮、总有机碳、Mn²⁺和挥发性酚类等物质具有良好的去除效果。如有研究者在常温下采用填充率为50%、规格为φ10×0.7mm的短管型PE作为MBBR填料处理农村生活污水，系统对COD、NH⁺₄-N、TN和TP平均去除率分别达85%、85%、60%和70%。

2.PP填料

PP填料多用于MBBR组合工艺中，如MBBR与A/O组合工艺、MBBR-MBR组合工艺、UASB-MBBR-RBBR工艺等，主要用来脱氮和去除有机物。如有研究者将MBBR与传统A/O工艺结合处理农村生活污水，缺氧区和好氧区均采用高密度K1型PP填料，填充率为50%时，COD、NH⁺₄-N和TN平均去除率分别为92.4%、93.8%和73.4%。值得一提的是，多数PP填料因材质密度较轻、材料脆、使用寿命短等问题，在实际工程中应用较少。 
3.聚氨酯（PU）泡沫填料

PU泡沫填料具有良好的机械强度和较高的孔隙率，可为微生物提供较大的附着面积，使其快速、稳定地生长，能有效去除污废水中有机污染物和各种营养物。同时，其价格经济实惠，能降低水处理成本，是一种很有前景的MBBR水处理填料。 PU泡沫作为填料时，MBBR对低碳氮比（C/N）废水、有机废水和石油加工废水均有较好的有机物和氮污染物去除效果。 如有研究者采用PU填料处理低C/N污水，在HRT为14h时，MBBR对水中TOC和NH⁺₄-N 去除率分别达90%和65%。

4.陶粒填料

陶粒是以黏土为主要生产原料的生物载体，其表观多为圆形或椭圆形球体、不规则碎石状，其表面粗糙呈蜂窝状，可为微生物提供适宜附着、固定和生长的环境，能吸附水体中的有害元素、细菌和矿化水质，多用于生物滤池中。值得一提的是，目前陶粒填料应用于MBBR的案例较少，已有的案例多集中在处理模拟生活污水、生产和医院废水的研究。有研究者采用填充率为50%的轻质陶粒作为MBBR填料处理医院废水，在HRT为42h，混合液悬浮固体浓度为5000mg/L时，系统的COD去除率达83%。当然，除各种塑料、PU泡沫填料、陶粒填料外，近年来出现了许多新型MBBR填料，如可生物降解聚合物、自制无机活性多孔物质、纤维合成材料、芦竹、丝瓜络等，均取得了良好的处理效果。其中，可生物降解聚合物不仅是微生物的附着载体，还能充当碳源。如采用可生物降解聚合物聚己内酯( PCL)作为MBBR填料，当HRT为18.5 h时，TN平均去除率为74.6%，且在低C/N条件下实现了同步硝化和反硝化。
5.其他塑料填料

聚氯乙烯（PVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）等也可以作为填料应用于MBBR中。如沈阳某污水处理厂采用PVC圆柱形填料MBBR处理食品加工区市政污水，在填充率为25%～30%、HRT为4.4h时，COD、悬浮颗粒物（SS）去除率均达90%以上。PVC和PVDF填料虽对一些污染物有较好的去除效能，但与PE相比成本较高，因此多用于工业废水的处理中。

综上所述，针对不同类型的污废水，最适用的MBBR填料也不尽相同：与塑料相比，PU填料具有多孔性，因而可以储存更多的微生物，但在采用反硝化MBBR处理实际城市污水厂尾水时，以PE为填料的MBBR效果较好。 以PU为填料的MBBR对TOC和NH⁺₄-N去除效果优于可生物降解的高分子材料，但TN的去除效果不及可生物降解的高分子材料。
因此，在实际应用时，应对填料进行筛选和优化。近年来，通过对MBBR填料进行改性，来提高其亲水性和生物亲和性已成为当下研究热点。
三、悬浮填料堆积堵塞问题

一般来说，为了防治填料流失，且考虑到填料尺寸，都会在各段过水处和出水端设置孔径较小的格栅。如此一来，很容易被悬浮污泥和填料给糊住，导致水不能正常流走而发生堵塞。而一旦过水处格栅发生堵塞，待水位升高到溢满，填料就会流失进入后续管道。不管是污泥回流管道还是混合液回流管道，还是沉淀池管道等等都会被填料堵得死死的，整个系统不得不停止运行，处于崩溃边缘。

在实际运行中，如果不能保证MBBR中填料呈现均匀流化状态，容易出现填料堆积的现象。因此，解决该问题的关键是优化反应器的构造和水力特性以及改进曝气管路的布置，以较低的能耗使填料呈均匀流化状态。比如有研究人员通过对MBBR水力特性、生物活性的实验研究表明，在反应器长深比为0.5左右的条件下，有利于填料良好的移动，反应器内混合充分，不会产生大范围的填料堆积现象。还有研究在MBBR中引入导流板来强制填料进行循环移动，改进了反应器的结构和运行方式，使其具有良好的水力特性和曝气充氧性能，在较小的气量下即可启动，节约能源，提高了反应器的效能。反应器的结构在很大程度上决定了它的水力特性，通过将反应器底部角落部分设计成斜面来防止填料在反应器底部角落的堆积。
四、固定床平板填料的优势

酶浮填料作为固定床平板填料的一种，以有机高分子聚合物为基底，经纤维纺丝、层叠组合配比、针刺、起毛等工艺过程，通过添加可促进生物酶生成和提高有机高分子聚合物亲水性的功能性材料，开发出的新型生物载体填料。该填料使用寿命长、易挂膜，并按照一定的尺寸及间距悬挂在框架上制成标准化组件，使得该填料的安装和更换更为方便。填料以一定倾角布置，也能起到增加分离面积的作用，显著提高分离能力，有效提高分离水力负荷。

（1）.固定床平板填料适用范围

已广泛应用于市政、工业废水的生物处理中。可有效提升生物反应器负荷，改善水力条件，减少剩余污泥量。增强生物反应效果，大幅提高反应器性能的同时，显著降低建设、运行、维护成本。

（2）.安装方式

（3）技术优势

强度高、寿命长:改性高分子材料机械强度高，耐老化、耐酸碱，使用寿命可达6年以上。

空隙率高、生物量大:特殊加工工艺使填料空隙率高比表面积大，微生物附着性强，填料区污泥浓度可增加1500~3000mg/L。亲和性强、挂膜快:改性高分子材料更具亲水性，更有利于微生物生长，可在短时间内快速形成生物膜。

生物膜更新快:不会发生填料结团结球，保证生物膜与废水充分接触。

安装简单、维修方便:填料组件的标准化使得填料的安装及更换方便，对于有提标改造需求的水厂可实现不停水改造。