外形球形性質(zhì)脫氮
MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)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(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)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(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在，從而提高了處理效果。
微生物的生理活動與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微生物才能進(jìn)行正常的生理活動。pH值過大的偏離適宜數(shù)值，微生物的酶系統(tǒng)的催化功能就會減弱，甚至消失。不同種屬的微生物生理活動適應(yīng)的pH值，都有一定的范圍，在這一范圍內(nèi)，還可分為低pH值、適pH值和高pH值。在低或高的pH環(huán)境中，微生物雖然能夠成活，但生理活動微弱，易于死亡，增殖速率大為降低。參與污水生物處理的微生物，一般佳的pH值范圍，介于6.5-8.5之間。MBBR法作為生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的工藝，同樣依賴于微生物的生長以達(dá)到有機(jī)物降解的目的。所以保持微生物佳pH范圍是取得良好污水處理效果的必要條件，當(dāng)污水(特別是工業(yè)廢水)的pH值變化較大時，需要考慮設(shè)調(diào)節(jié)池，使污水的pH值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進(jìn)行曝氣。
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性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性，又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少的特點(diǎn)。
(1)填料特點(diǎn)
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(jié)團(tuán)、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(yīng)能夠在一個反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生，對氨氮的去除具有良好的效果。
(3)去除有機(jī)物效果好
反應(yīng)器內(nèi)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(dá)30～40g/L。提高了對有機(jī)物的處理效率，同時耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
MBBR是在20世紀(jì)90年代中期得到開發(fā)和應(yīng)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(diǎn)，是一種新型的污水處理方法。迄今為止，國外已應(yīng)用MBBR進(jìn)行處理生活污水、工業(yè)廢水的小試、中試及生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)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(yīng)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。
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(guān)鍵技術(shù)之一，其性能直接影響著污水的處理效果和投資費(fèi)用?？蒲泄ぷ髡咭愿倪M(jìn)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(qiáng)度下極易達(dá)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(rèn)為球狀有良好的水力學(xué)特性，是理想的形狀。但受到生產(chǎn)技術(shù)的限制，有時將材料作成球狀很困難；而圓筒狀填料當(dāng)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(yīng)器的填料的比表面積多在100～500m2/m3。之問。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)。
目前，國內(nèi)外已對MBBR工藝進(jìn)行了多項(xiàng)試驗(yàn)性研究，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果。由于MBBR可減少現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的體積，易于在現(xiàn)有污水處理廠基礎(chǔ)上升級，且處理效果好，歐洲、美國、日本、新西蘭以及我國均建有MBBR型污水處理廠。
MBBR中生物膜主要固著在填料上，污泥停留時間與水力停留時間無關(guān)，硝化菌、亞硝化菌等生長世代時間較長、比增長速率很小的微生物都可以在填料上生長，從而增強(qiáng)了脫氮能力。脫氮過程分為硝化和反硝化兩個階段，分別由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以實(shí)現(xiàn)硝化菌與反硝化菌在空間上相對立生長，從而優(yōu)化了兩種菌群的生長條件。
MBBR用于生物脫氮取得了較好的效果。RustenN在FREVAR廢水處理廠使用KaldneS型KI填料中試進(jìn)行廢水的脫氮處理，進(jìn)水為預(yù)處理過的生活污水，溫度為4.8℃～20℃。結(jié)果表明，10℃時，硝化速率達(dá)190gTNK/m2.d，反應(yīng)器的pH>7。前期脫氮效果主要受水中易降解有機(jī)物濃度和MBBR缺氧區(qū)進(jìn)水中溶解氧濃度的影響。該設(shè)計將MBBR與前硝化、后脫氮、絮凝劑后的固體分離系統(tǒng)結(jié)合使用，如進(jìn)水為25mgTN/L，總氮的去除Ng為70%，空床HRT可達(dá)4-5h。
2，3-二甲基苯胺是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)且有毒不易降解的有機(jī)物，在生產(chǎn)染料和甲滅酸工廠排出的廢水中，含有大量該物質(zhì)。邢國平等采用循環(huán)MBBR對該廢水進(jìn)行處理，當(dāng)HRT較短時，氨氮的去除率較大，因?yàn)橹饕l(fā)生的是微生物的耗氧，且氨氮的去除率與其容積負(fù)荷成反比。
反應(yīng)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(shí)際操作中，經(jīng)常出現(xiàn)由于整個池內(nèi)進(jìn)氣分布不均勻而導(dǎo)致局部填料堆積的現(xiàn)象。因此需通過池型作水力特性計算來改進(jìn)進(jìn)氣管路的布置和優(yōu)化池內(nèi)曝氣頭的分布，再根據(jù)實(shí)際的曝隋況調(diào)節(jié)各曝氣頭上緊固橡皮墊的螺母松緊程度，調(diào)節(jié)單個曝氣頭的曝氣量。除池內(nèi)出水端具有較大曝氣量，以便使整個池內(nèi)填料呈均勻流化狀態(tài)外，還可以采用穿孔曝氣管，便于使池四邊和四角進(jìn)氣分布均勻。反應(yīng)器的構(gòu)造在很大程度上決定了它的水力特性。試驗(yàn)表明，反應(yīng)器的長深比為0.5左右時有利于填料完全移動，或者通過導(dǎo)流板的強(qiáng)制循環(huán)來解決池內(nèi)死角的問題，這樣能使氣水比降到4：1左右。在實(shí)際工程設(shè)計時應(yīng)通過大量試驗(yàn)來優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性，降低能耗，進(jìn)一步提高M(jìn)BBR的經(jīng)濟(jì)效益。
