MBBR 综述
1.MBBR的本质
2.采用 MBBR进行污水处理的一般工艺流程
3.MBBR的结构
4.MBBR的微生物
5.污泥
6.MBBR的传质
7,MBBR去除有机物的状况
8,以 Sjohinda污水处理厂为例来说明 MBBR的处理效果
9.挂膜
10.MBBR的特点
11.MBBR的应用现状
MBBR (moving bed bio-film reactor)
移动床生物膜反应器
80年代末出现的一种新型生物膜水处理方法国外研究起步早，且已有专门的企业从事
MBBR的研究和设备的开发国内，清华大学、同济大学同济大学已申请了 MBBR载体的部分专利主要应用于污水厂的改造、小型污水处理设备、特殊行业废水处理
1.MBBR的本质三相流化床装置固相：聚乙烯及其衍生物或聚丙烯及其衍生物制成的载体液相：废水气相：空气
2.采用 MBBR进行污水处理的一般工艺流程进水 格栅 调节池 MBBR 沉淀池过滤消毒出水污泥回流
3.MBBR的结构
3.1 MBBR的载体悬浮载体是 MBBR的核心，也是 MBBR区别于其他生物膜水处理技术的重要特征材质：聚乙烯及其改性材料或聚丙烯及其改性材料结构：内十字交叉或内米字交叉圆柱体外圈具有鱼鳍状的沟棱以增加载体的比表面积密度,略小于水的密度 LgLg /97.0~/95.0
3.2 MBBR的曝气好氧型 MBBR的流化混合与充氧的机制通常采用鼓风曝气，并采用微空曝气头，所产生的气泡小，气相比表面积大，传质面积大，传质效果好曝气头的设计,1）阻力应该小，不易堵塞；
2）价格低廉。
布气：流化的数学模拟，避免死角曝气的气量：
只需满足两点：
1.满足微生物新陈代谢；
2.能够使气、液、固三相完全混合，实现流化。
由于 MBBR的压头损失比传统流化床的压头小，所以动力消耗低。而鼓风的动力消耗是好氧处理法主要的能量消耗，所以,MBBR这种对气量的要求又构成了它的经济性。
4.MBBR的微生物主体上遵循好氧条件下，微生物对有机物的降解；
紊流下的氧与有机质传递利于好氧微生物的生长，当生物膜达到一定厚度时，呈黄褐色，并可以镜检到大量的钟虫和轮虫等动物。
同时,MBBR中，世代时间长的硝化菌和亚硝化菌也能够繁殖和增殖，因而具有了较好的脱氮能力
MBBR的生物膜生物膜内微生物的种类多，专一性强，特别是微生物的食物链长，可以在单位载体内形成从细菌－原生动物－后生动物的食物链。
通常，受到紊流水力冲刷的生物膜当其厚度大于 0.15 mm时，生物膜是不具有活性的。
但笔者通过 MBBR在中水处理小试发现,MBBR生物膜的厚度达到 0.25mm，而其中，好氧和兼氧部分可以达到 0.20mm。
5.污泥在各类文献中存在着不同的说法：
1）生物膜上脱落下来的生物污泥，所含有的动物成分比较多，比重较大，而且污泥颗粒个体大，污泥的沉降性能良好，易于固液分离；
2） MBBR中脱落的生物膜沉降性能好，需要加入一定量的絮凝剂才能快速实现固液分离。
笔者发现依靠单纯的重力作用快速实现固液分离是困难的，需要采取必要的沉降设备以快速实现固液分离，例如斜板沉降。
大多数的文献中均认为 MBBR工艺由于其微生物活性高，且微生物流失少，污泥浓度达到不需要采取污泥回流。
笔者认为实际工程中，是需要污泥回流设备的，这对于设备启动和预防突发的非正常运行都是十分必要的。
LmgLmg /40 00~/30 00
6.MBBR的传质
MBBR的传质总体来讲包括四个方面：
1.氧气在液相中的传递；
2.氧气在生物相的传递；
3.有机质在液相中的传递；
4.有机质在生物相的传递。
6.1 氧气在液相中的传递氧气在液相中的传递与气泡特性和由液体性质决定的气膜和液膜厚度相关载体由于水力提升作用在液相中上下翻转，不断地打碎、切碎大气泡，使之成为小气泡。这样在不增加供气量地情况下，相对增加了气相含率，增大了氧的传质量。
6.2 氧气在生物相的传递溶解氧由于有机质的分解和微生物的内源呼吸作用而消耗。
随着氧气在生物相内传递阻力的存在和氧气在生物相内的消耗，氧气浓度不断地降低 ；
当生物膜生长到一定程度后，生物膜对氧的需求量也一定；
控制进水 BOD在一定范围内及控制生物膜的厚度是提高氧在生物相中利用率的重要因素之一 ；
脱膜即膜表面的不断更新是控制生物膜厚度的措施 。
6.3 有机质在液相中的传递有机质是随原水一齐进入反应器的，有机质以溶解或悬浮两种状态存在于液相中，有机质只有形成溶解态才能被微生物所利用；
从绝对数目上来讲，溶解分子与载体碰撞的几率越大，有机质被生物相吸附的几率就越大。而 MBBR的紊流较其他非流化床技术的吸附几率更大。
6.4 有机质在生物相内的传递有机质被微生物降解的过程就是一个细胞自身生长的过程，降解的产物成为细胞新的增长所需的物质来源。有机质被微生物的新陈代谢所利用。
曾经认为生化过程只在微生物的表面进行。但已有文献表明在一般情况下，只要有机质的分子不是很大，
可以实现向生物膜内的转移。
7,MBBR去除有机物的状况
8.MBBR的硝化与反硝化瑞典 Sjolunda污水处理厂将 MBBR作为反硝化反应池，并投加持续碳源。在水温为 16℃ 时，投加乙醇的反硝化率约为,投加甲醇的最大反硝化率约为该污水处理厂采用后反硝化工艺，在 HRT小于 3h
情况下,TN的去除率在 80％－ 90％之间。
dmgN?2/5.2
dmgN?2/0.2
9.挂膜
MBBR主要处理的是生活污水及部分的工业废水，考虑到污水中有机物浓度低，可能会不利于载体的挂膜。
在这个阶段，主要采取两种办法进行接种挂膜：
1）接种污泥；
2）投加粪肥，接种污泥。
10.MBBR的特点
一般的好氧生物滤池不能充分利用池容，而 MBBR由于曝气和水力提升作用使悬浮载体广泛地分布在反应器内，在合理的布局下避免死角，充分利用池容；
生物转盘法会常出现机械设备问题，而 MBBR中有机质与生物相的接触是由于液相的混合产生的，不存在这样的机械设备问题；
淹没式生物滤池难以使负荷均匀分布在载体的表面，而
MBBR的不断提升就是使有机质均匀分布的过程；
由于需要反冲洗，洗颗粒介质生物滤池不能连续工作，而
MBBR不需要反冲洗；
流化床类似的工艺的动力消耗主要集中在曝气上，而普通流化床所采用的介质多为石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等等，密度均大于水，使其完全流化消耗的动力大，
MBBR采用的载体密度小，当载满生物膜后，密度近似于 1，
载体在反应器内流化所消耗的动力小。
MBBR所采用的载体比表面积大，其表面附着的生物量多，
食物链长，污泥浓度高，污泥产生量小，有许多应用 MBBR
工艺的流程甚至没有污泥回流装置；
MBBR法较活性污泥法的处理效果好，在相同负荷条件下，
HRT短；
MBBR体积小，基建费用小，运行费用低，比接触氧化法经济。
11.MBBR的应用现状
1.MBBR工艺适用于中小型生活污水和工业有机废水的处理，特别是一体化和地埋式污水处理装置 ;
2.MBBR广泛地与其他工艺结合 ;
3.MBBR载体的研究，如何实现载体更好的表面化学性质、材料的经济性和使用寿命 ;
4.关于 MBBR的理论，特别是传质与脱除机理的研究仍需进行谢谢观赏！
1.MBBR的本质
2.采用 MBBR进行污水处理的一般工艺流程
3.MBBR的结构
4.MBBR的微生物
5.污泥
6.MBBR的传质
7,MBBR去除有机物的状况
8,以 Sjohinda污水处理厂为例来说明 MBBR的处理效果
9.挂膜
10.MBBR的特点
11.MBBR的应用现状
MBBR (moving bed bio-film reactor)
移动床生物膜反应器
80年代末出现的一种新型生物膜水处理方法国外研究起步早，且已有专门的企业从事
MBBR的研究和设备的开发国内，清华大学、同济大学同济大学已申请了 MBBR载体的部分专利主要应用于污水厂的改造、小型污水处理设备、特殊行业废水处理
1.MBBR的本质三相流化床装置固相：聚乙烯及其衍生物或聚丙烯及其衍生物制成的载体液相：废水气相：空气
2.采用 MBBR进行污水处理的一般工艺流程进水 格栅 调节池 MBBR 沉淀池过滤消毒出水污泥回流
3.MBBR的结构
3.1 MBBR的载体悬浮载体是 MBBR的核心，也是 MBBR区别于其他生物膜水处理技术的重要特征材质：聚乙烯及其改性材料或聚丙烯及其改性材料结构：内十字交叉或内米字交叉圆柱体外圈具有鱼鳍状的沟棱以增加载体的比表面积密度,略小于水的密度 LgLg /97.0~/95.0
3.2 MBBR的曝气好氧型 MBBR的流化混合与充氧的机制通常采用鼓风曝气，并采用微空曝气头，所产生的气泡小，气相比表面积大，传质面积大，传质效果好曝气头的设计,1）阻力应该小，不易堵塞；
2）价格低廉。
布气：流化的数学模拟，避免死角曝气的气量：
只需满足两点：
1.满足微生物新陈代谢；
2.能够使气、液、固三相完全混合，实现流化。
由于 MBBR的压头损失比传统流化床的压头小，所以动力消耗低。而鼓风的动力消耗是好氧处理法主要的能量消耗，所以,MBBR这种对气量的要求又构成了它的经济性。
4.MBBR的微生物主体上遵循好氧条件下，微生物对有机物的降解；
紊流下的氧与有机质传递利于好氧微生物的生长，当生物膜达到一定厚度时，呈黄褐色，并可以镜检到大量的钟虫和轮虫等动物。
同时,MBBR中，世代时间长的硝化菌和亚硝化菌也能够繁殖和增殖，因而具有了较好的脱氮能力
MBBR的生物膜生物膜内微生物的种类多，专一性强，特别是微生物的食物链长，可以在单位载体内形成从细菌－原生动物－后生动物的食物链。
通常，受到紊流水力冲刷的生物膜当其厚度大于 0.15 mm时，生物膜是不具有活性的。
但笔者通过 MBBR在中水处理小试发现,MBBR生物膜的厚度达到 0.25mm，而其中，好氧和兼氧部分可以达到 0.20mm。
5.污泥在各类文献中存在着不同的说法：
1）生物膜上脱落下来的生物污泥，所含有的动物成分比较多，比重较大，而且污泥颗粒个体大，污泥的沉降性能良好，易于固液分离；
2） MBBR中脱落的生物膜沉降性能好，需要加入一定量的絮凝剂才能快速实现固液分离。
笔者发现依靠单纯的重力作用快速实现固液分离是困难的，需要采取必要的沉降设备以快速实现固液分离，例如斜板沉降。
大多数的文献中均认为 MBBR工艺由于其微生物活性高，且微生物流失少，污泥浓度达到不需要采取污泥回流。
笔者认为实际工程中，是需要污泥回流设备的，这对于设备启动和预防突发的非正常运行都是十分必要的。
LmgLmg /40 00~/30 00
6.MBBR的传质
MBBR的传质总体来讲包括四个方面：
1.氧气在液相中的传递；
2.氧气在生物相的传递；
3.有机质在液相中的传递；
4.有机质在生物相的传递。
6.1 氧气在液相中的传递氧气在液相中的传递与气泡特性和由液体性质决定的气膜和液膜厚度相关载体由于水力提升作用在液相中上下翻转，不断地打碎、切碎大气泡，使之成为小气泡。这样在不增加供气量地情况下，相对增加了气相含率，增大了氧的传质量。
6.2 氧气在生物相的传递溶解氧由于有机质的分解和微生物的内源呼吸作用而消耗。
随着氧气在生物相内传递阻力的存在和氧气在生物相内的消耗，氧气浓度不断地降低 ；
当生物膜生长到一定程度后，生物膜对氧的需求量也一定；
控制进水 BOD在一定范围内及控制生物膜的厚度是提高氧在生物相中利用率的重要因素之一 ；
脱膜即膜表面的不断更新是控制生物膜厚度的措施 。
6.3 有机质在液相中的传递有机质是随原水一齐进入反应器的，有机质以溶解或悬浮两种状态存在于液相中，有机质只有形成溶解态才能被微生物所利用；
从绝对数目上来讲，溶解分子与载体碰撞的几率越大，有机质被生物相吸附的几率就越大。而 MBBR的紊流较其他非流化床技术的吸附几率更大。
6.4 有机质在生物相内的传递有机质被微生物降解的过程就是一个细胞自身生长的过程，降解的产物成为细胞新的增长所需的物质来源。有机质被微生物的新陈代谢所利用。
曾经认为生化过程只在微生物的表面进行。但已有文献表明在一般情况下，只要有机质的分子不是很大，
可以实现向生物膜内的转移。
7,MBBR去除有机物的状况
8.MBBR的硝化与反硝化瑞典 Sjolunda污水处理厂将 MBBR作为反硝化反应池，并投加持续碳源。在水温为 16℃ 时，投加乙醇的反硝化率约为,投加甲醇的最大反硝化率约为该污水处理厂采用后反硝化工艺，在 HRT小于 3h
情况下,TN的去除率在 80％－ 90％之间。
dmgN?2/5.2
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9.挂膜
MBBR主要处理的是生活污水及部分的工业废水，考虑到污水中有机物浓度低，可能会不利于载体的挂膜。
在这个阶段，主要采取两种办法进行接种挂膜：
1）接种污泥；
2）投加粪肥，接种污泥。
10.MBBR的特点
一般的好氧生物滤池不能充分利用池容，而 MBBR由于曝气和水力提升作用使悬浮载体广泛地分布在反应器内，在合理的布局下避免死角，充分利用池容；
生物转盘法会常出现机械设备问题，而 MBBR中有机质与生物相的接触是由于液相的混合产生的，不存在这样的机械设备问题；
淹没式生物滤池难以使负荷均匀分布在载体的表面，而
MBBR的不断提升就是使有机质均匀分布的过程；
由于需要反冲洗，洗颗粒介质生物滤池不能连续工作，而
MBBR不需要反冲洗；
流化床类似的工艺的动力消耗主要集中在曝气上，而普通流化床所采用的介质多为石英砂、无烟煤、活性炭、陶粒和沸石等等，密度均大于水，使其完全流化消耗的动力大，
MBBR采用的载体密度小，当载满生物膜后，密度近似于 1，
载体在反应器内流化所消耗的动力小。
MBBR所采用的载体比表面积大，其表面附着的生物量多，
食物链长，污泥浓度高，污泥产生量小，有许多应用 MBBR
工艺的流程甚至没有污泥回流装置；
MBBR法较活性污泥法的处理效果好，在相同负荷条件下，
HRT短；
MBBR体积小，基建费用小，运行费用低，比接触氧化法经济。
11.MBBR的应用现状
1.MBBR工艺适用于中小型生活污水和工业有机废水的处理，特别是一体化和地埋式污水处理装置 ;
2.MBBR广泛地与其他工艺结合 ;
3.MBBR载体的研究，如何实现载体更好的表面化学性质、材料的经济性和使用寿命 ;
4.关于 MBBR的理论，特别是传质与脱除机理的研究仍需进行谢谢观赏！
