一（yī）、什麽是（shì）MBBR？

       MBBR工藝是運用生物膜法的基本原（yuán）理，通過向反應器（qì）中投加一定數量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物（wù）種類，從而提高反應器的（de）處理效率。由（yóu）於填料密度接近於水，所（suǒ）以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態，微生物（wù）生（shēng）長的環境為氣、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（nèi）外均具有不（bú）同的（de）生物種類，內部（bù）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（hé）反硝化（huà）反應同時存在，從而提高了處理效果（guǒ）。

       二、MBBR的同步硝化反硝化是（shì）如（rú）何實現的？

       1、同步硝化反（fǎn）硝化生物脫氮( SND)的概念

       同步硝化反硝化脫氮（dàn）技術( SND) 是在同（tóng）一個反應器內同時產生硝化、反硝化和除碳（tàn）反應。它突破了傳統觀點認為硝化和反硝（xiāo）化（huà）不能同時發生（shēng）的認識，尤其是好氧條件下（xià），也可以發生反硝化反應，使得同（tóng）步硝化和反（fǎn）硝化成為可能。

       硝化過程消（xiāo）耗（hào）堿度，反硝化過程產生堿度，SND故能夠有效地保持反應器中pH值穩定，無需酸堿中和，無需外加碳源；節省反應器體積，縮短反應時間，通過降低硝態氮濃度可以（yǐ）減少二沉池汙泥（ní）漂浮，因而（ér） SND 成為（wéi）生物脫氮的（de）一個（gè）研究熱點。對於 SND 生物（wù）脫氮的可行性，目前有以下主要三種從不同角度出（chū）發得出的觀點：

       宏觀環境角度：該觀點（diǎn）認為完全（quán）均勻混合狀態是不存在的，反應器內 DO分布不均（jun1）勻能夠（gòu）形成好氧、缺氧、厭氧區（qū）域，在（zài）同一生物反應器（qì）缺（quē）氧（yǎng）/厭氧環境條件下可以發生反硝化反應，聯合（hé）區段內好氧環境中有機（jī）物去（qù）除（chú）和氨氮（dàn）的硝化，SND是可以實現（xiàn）的。

       微環（huán）境角度：該觀點認為微生物絮體內的缺氧微環境是形成（chéng） SND的主要原因，即由於氧的擴（kuò）散( 傳（chuán）遞) 限製，微生物（wù）絮體內存在溶解氧梯度（dù），從而（ér）形成有（yǒu）利於實現同步硝化反硝化的微環境。

       生物學角度（dù）：該觀點認為特殊微生物種群的（de）存（cún）在被認為是（shì）發生 SND的主要原因，有的硝化細菌除了能夠進行正（zhèng）常的硝（xiāo）化作用還能夠進行反硝化（huà）作用，有（yǒu）荷（hé）蘭學者分（fèn）離出既可進行好氧硝化，又可進行好氧反（fǎn）硝化的泛養硫球菌；還有一些細菌彼此合作，進行（háng）序列反應，把氨轉化為氮氣，為在同一反（fǎn）應器在同一條件下完成生物脫氮提供了可能。

       目（mù）前對生物脫氮的微生物學研究和解釋較多，但都不夠完善（shàn），對 SND 現（xiàn）象的認識仍在（zài）發（fā）展與探索之中。微環境理論是被普遍接受的（de），由於溶解氧梯（tī）度的存在，微生物絮體或生物膜的外表（biǎo）麵溶解（jiě）氧濃度高，以好氧 硝化菌及氨化菌為主；深入內部，氧傳遞受阻及外部溶解氧大量的消耗而產生缺氧區，反硝（xiāo）化菌為優勢菌種，故可導致同步硝化反硝（xiāo）化的發生。該理論解釋了在同一反應器中不同菌種共同存在的問（wèn）題，但也存在一個缺陷，即有機碳源問題。有機碳源既是（shì）異養反硝化的電子供體，又是硝化過程的抑製物質，汙（wū）水中的有機碳（tàn）源在穿（chuān）過好氧層時，*先（xiān）被好氧氧化，處於缺氧區的反硝化菌由於得不到電子（zǐ）供體而降低（dī）了反硝化（huà）速率，可能影響SND的脫氮效率，故同步硝化反硝化的機理（lǐ）仍需要（yào）進一（yī）步完善。

       2、MBBR生（shēng）物移動床同步硝（xiāo）化（huà）反硝化脫氮機理

       MBBR是結合懸浮生（shēng）長的活性汙泥法和附著生長的生物膜法的高效（xiào）新型反應器，基本設（shè）計原理是（shì）將比重接（jiē）近水、可懸浮於水中（zhōng）的懸浮填料直接投加到反應池（chí）中作為微生物（wù）的活性載體，懸（xuán）浮填（tián）料能與汙水頻繁多 次接觸，逐漸（jiàn）在填料表麵生長出生物膜( 掛膜（mó）) ，強化了汙染物、溶解氧和生物膜的傳質效果，即而（ér） MBBR被稱為“移動的生物膜”。基於迄今SND機（jī）理研究（jiū），綜合微環境和生物（wù）學理論，MBBR生物膜內（nèi）SND可能存在的（de）反應模式是，分布於生物膜好氧層的（de）好氧氨氧化菌、亞硝酸鹽氧化菌和好氧反硝化細（xì）菌與分布於生物缺氧層的厭氧氨氧（yǎng）化菌、自養型亞（yà）硝酸細菌和反硝化細菌相（xiàng）互協作，*終達到脫氮目的。

       MBBR是依靠曝氣池內的曝氣和水（shuǐ）流的提升作用使載體處於流化（huà）狀態，進而形成懸浮（fú）生長的活性汙泥和附著生長（zhǎng）的（de）生物（wù）膜，充分發揮附著相和（hé）懸浮相生物兩者的優越性，不僅提供了宏觀和微觀的好 氧和厭氧環境，還解決了自養硝（xiāo）化菌、異養反硝化菌與異養細菌的DO之爭和碳源（yuán）之爭。故MBBR可（kě）實現（xiàn）硝化和反硝化（huà）兩個過程的動力學平衡，具有（yǒu）同步硝化反硝化非常良好的條件，能實現（xiàn）MBBR同步硝化反硝化脫氮。

       三、MBBR同步硝化反硝化的影響因素

       實現 MBBR 同步硝化反硝（xiāo）化的關鍵技術是控製 MBBR 內硝化（huà）和反硝化的反應動力（lì）學平衡，解決自養（yǎng）硝化菌和異養細菌的DO之爭（zhēng）及反硝化（huà）菌和異養（yǎng）細菌的碳源之爭等，故實現其主要控製因素有：碳氮（dàn）比、溶（róng）解氧（yǎng）濃度、溫度和酸堿度等。

       1、填料對MBBR法的影響

       MBBR法的技術關鍵在於比（bǐ）重接近於水、輕（qīng）微攪拌（bàn）下易於隨水自由運動的生物填料。通常（cháng）填料由聚乙烯塑料製成，每一個載（zǎi）體的外形為直徑10mm、高8mm的（de）小圓柱體，圓柱體（tǐ）中有十字支撐，外壁有（yǒu）突出的豎條狀鰭翅，填料中空部分占（zhàn）整個體積的0.95，即在一個充（chōng）滿水和填料的容器中，每一個填料中水占的體積為95%。考慮（lǜ）到填料旋轉以及總容器容積，填（tián）料的填充比被定義為載體所占空問的比例，為了達到（dào）*好的混合效果，填料的填充比*大為0.7。理論上填料總的比表麵積是按照每一單位體積生物載體比表麵積的數量來定義的，一般為700m2/m3。當生物膜在（zài）載（zǎi）體內（nèi）部生（shēng）長時（shí），實際有效利用的比表麵積約為500m2/m3。

       此類型的生物填料有利於微（wēi）生物在（zài）填料內側附著生長，形成（chéng）較穩定的生物膜，並且容易形成（chéng）流（liú）化狀態（tài）。當預處理（lǐ）要（yào）求（qiú）較（jiào）低或汙水中含有大量纖維物質時，例（lì）如在市政汙水處理中不采用初（chū）沉池或者在處理含有大量纖（xiān）維的造（zào）紙廢水時，采用比表麵積較小、尺寸較大的生物（wù）填料，當已有較好的預（yù）處理或用（yòng）於硝化時，采用比表麵積大的生物填料。

       2、溶解氧(DO)對MBBR法的影響

       DO濃度是影響同步硝化一反硝化的一（yī）個主要的（de）限製（zhì）因素，通過對DO濃度的控製，可使（shǐ）生物膜的不同部位形成好氧區（qū）或缺氧區，這樣便具有了實現同步硝（xiāo）化一反硝化的物理（lǐ）條件。

       從理論上講，當DO質量（liàng）濃度過於高時，DO能穿透到（dào）生物膜內部（bù），使其內部難以形成缺氧區，大量的氨氮被氧（yǎng）化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，使得出水TN仍然很高；反之（zhī），如果DO濃度很低，就會造成生物膜（mó）內部很大比例（lì）的厭氧區，生物膜反（fǎn）硝化能力增（zēng）強（qiáng）(出水硝氮和亞（yà）硝氮濃度（dù）都很低)，但由於DO供應不足（zú），MBBR工藝硝化效果下降，使得出水氨氮濃度上升，從而導（dǎo）致出水TN上升，影響*終的處理效果。

       通過研究*終得出了MBBR法處理城市生活汙水DO的一個（gè）*佳值：當DO質量濃度在2mg/L以上時，DO對MBBR硝化效果的影響不大，氨氮的去除率可達97%-99%，出水（shuǐ）氨氮都能保持在1.0mg/L以下；DO質量濃度在1.0mg/L左右時，氨氮的去（qù）除率在84%左右，出水氨氮濃度（dù）有（yǒu）明顯上升。另外（wài），曝氣池內（nèi）DO也不宜過高，溶（róng）解氧過高能夠導致有機汙染物分解（jiě）過（guò）快，從而使微生（shēng）物缺乏營養，活（huó）性汙泥易（yì）於老化，結構鬆散。此外，DO過（guò）高，過量耗能，在經濟上也是（shì）不適宜的。

       因為MBBR法主（zhǔ）要（yào）是通（tōng）過（guò）懸浮（fú）填料來實現*終的汙水處理（lǐ），所以DO對（duì）懸浮填料的（de）影響（xiǎng）也是影響整個處理（lǐ）結果的（de）關鍵。有研究表（biǎo）明（míng）反應器的充氧能力在一定範圍內隨著懸浮填料填充率的增（zēng）大而增大。在曝氣的作用下，水隨填料一起流化，水流紊動程度較無填料時大（dà），加速了氣液界麵的更新和氧的轉移，使氧的轉移速率提高。隨著填（tián）料數（shù）量的增多，填料、氣流和（hé）水流三者之間的這種切割作用和紊動作用不斷加強。但（dàn）加入填料量為60%時，填料在水中的流化效果（guǒ）變差，水體紊動程度也降低，使得氧的（de）傳遞速（sù）率（lǜ）下降，氧的利用率降低。所以針對不同類型的水質（zhì），控製好DO的量對整個工藝*終的處理結果是至關重要（yào）的（de）。