MBBR设计要点探讨

镇祥华　陈才高　李树苑　雷培树

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430015）

MBBR设计要点探讨

镇祥华陈才高李树苑雷培树

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430015）

本文从设计规范、计算方法、填料选择、填料填充率选取、溶解氧和水力停留时间等关键参数对MBBR在设计中遇到的常见问题进行了探讨。

MBBR；设计规范；填料填充率；溶解氧；水力停留时间

移动床生物膜反应器（MBBR：Moving Bed Bio-film Reactor）是一种开放的水处理工艺，可以形成多种复合、组合工艺，比如可以和活性污泥法复合成HYBAS工艺，将填料固定形成曝气生物流化池污水工艺（ABFT），以及与A2/O，SBR等形成组合工艺。由于MBBR的设计弹性大，本文重点探讨MBBR在设计中遇到的常见问题。

1　设计规范

目前国家没有对此制定具体的MBBR规范，但是可以参考其他类似生物膜反应器的规范，比如《曝气生物流化池设计规程（CECS209-2006）》。

2　计算方法

国内设计院目前实际做法是将填料生物量折算为混合液MLSS，然后再按常规的活性污泥法计算生物池；国际上是按照容积负荷和有效表面积负荷计算，以上方法均是基于厂家供应商的经验方法，可以采用多种方法计算比较然后选用较为合理的数值。

3　填料选择

填料的选择主要是，强度大、化学和生物稳定性好、比表面积大、空隙率大、水流阻力小、与水的密度相差不大、价廉易得、运输储存和安装方便、不易堵塞等。

4　填料填充率选取

填料填充率的选取是决定MBBR工艺成败的关键，MBBR工艺成本很大一部分来源于填料的成本，而且填料填充率的多少对MBBR的处理效率有着至关重要的影响。填充率过低会造成膜上的微生物不足，使得处理出水水质不达标；而填充率过高会大幅提高工程造价，同时会对反应器内的搅拌、充氧能力等提出更高要求。从实际运行情况来看，MBBR填料填充率适宜的取值范围为30%～60%，对于氨氮去除要求较高时，填充率宜取较高值。

5　溶解氧

溶解氧的设定和诸多因素相关，对于去除基质不同，溶解氧的控制浓度不同，设计中应明确是以去除COD为主，还是脱氮为主，另外和填料填充率也有很大关系，高填充率会导致氧的利用率降低。另外如果溶解氧过高的话，也会使运行能耗过高，在经济上是不适宜的。

有研究表明［1］，在反应器填料投加率为50%、水力停留时间为8h时，要维持高效稳定的COD去除效果，反应池中DO质量浓度应保持在2mg/L，此时MBBR工艺中氨氮的去除效果良好，且仅伴随较低质量浓度的硝氮和亚硝氮产生，TN的去除效果非常好，MBBR工艺可通过同步硝化反硝化实现90%以上的脱氮效果。

6　水力停留时间

合适的水力停留时间（HRT）是确保净化效果和工程投资经济性的重要控制因素，针对不同的污水类型找出经济而合理的HRT是非常关键的问题之一，在实际设计中可以参考同类型水质选取，对于较为复杂的水质，可以通过小试试验来确定。

王学江等人［2］应用MBBR处理上海石油化工股份有限公司的石化废水，在HRT分别为10h、8h和6h三种条件下COD去除率分别为80.1%、78%和72%。廖维等人［3］采用移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水，结果表明：MBBR—MBR串联系统脱碳脱氮的效果良好，HRT的改变对系统的去除效果有一定的影响，随着总HRT由17.50h变为11.75h，模拟废水中COD的去除效果降低，但氨氮、硝态氮和TN的去除效果基本不受影响。师永健等人［4］应用移动床生物膜反应器处理人工配制的苯酚废水，结果表明，在水力停留时间为24h、苯酚进水浓度从200mg/L逐渐上升至1400mg/L以及苯酚进水浓度1000mg/L、水力停留时间从32h逐渐降至16h的条件下，苯酚均能够被完全去除，对冲击负荷，MBBR具有较强的承受能力。

7　设计需要注意的其他问题

7.1填料补充率

在实际使用中，填料由于磨损、部分老化破损、少量填料穿透截留网随出水流失掉，长期运行会导致填料越来越少，最终影响到处理效果。因此，定期按填料流失率补充填料是保证工艺正常运行的重要因素，一般可按照每年5%的填料补充率考虑。

7.2行进流速

设计时必须考虑高峰流量通过MBBR时的峰值行进流速（流量除以反应器截面积）。行进流速较小（比如20m/h），载体就能在反应器内均匀分布。行进流速过大（比如＞35m/h），载体就会堆积在截留侧处.产生较大的水头损失。此外，反应器的长宽比也是一个因素。总的来说，长宽在1以下有助于减少峰值流量下载体向截留网漂移，使载体更加均匀地分布在反应器内。

7.3防止填料流失

在MBBR实际运行中，一部分填料不可避免的会被水流带走，为了防止这种情况发生，可以在反应器的出口设置多孔滤筛或格栅板，同时在此处进行曝气，以避免填料在筛网处堵塞。保证MBBR系统能正常运行。

7.4避免填料堆积

由于水流不畅或者搅拌功率不足，生物池中容易出现局部填料堆积的现象，为了尽量避免这一问题，可以优化曝气管路及曝气器的布置，尽量把曝气装置分散均匀，同时在角落和边缘处增加曝气头数量，或者在适当的地方布置搅拌装置，这些措施有利于保证整个池内的填料呈均匀流化状态，减少死角区域，防止填料堆积。参考文献

［1］王学江，夏四清，陈玲，等.DO对MBBR同步硝化反硝化生物脱氮影响研究［J］.同济大学学报：自然科学版，2006，34（4）：514-518.

［2］王学江，夏四清，张全兴.用移动床生物膜反应器处理石化废水［J］.化工环保，2001，21（6）：333-336.

［3］廖维，陈婷婷，李慧强，等.移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水［J］.环境污染与防治，2015，37（6）：24-33.

［4］师永健，张耀斌，全燮，等.移动床生物膜反应器用于苯酚废水处理的性能研究［J］.环境科学学报，2013，33（01）：30-35.

镇祥华（1977—），男，高级工程师，研究方向为水污染控制理论及应用方向。