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摘 要：伴随人们生活水平的不断提升，日常生活污水的排放量也越来越大，这就对污水处理提出了更高的要求，应用移动床生物膜反应器处理生活污水，能实现对高浓度有机废水的科学有效处理，实践表明，这一工艺在水质稳定性、处理效率等方面都具有明显的优势，而且还具有维护方便、占地面积小、耐冲击性能好等特征。本文就针对移动床陶瓷生物膜反应器在污水处理中的应用进行了分析和研究。
关键词：移动床陶瓷生物膜反应器；污水处理；应用
移动床生物膜反应器的英文简称为MBBR，它是一种利用流化床技术而形成的污水处理新技术，与其它污水处理技术相比，具有能耗低、不易堵塞、处理质量高等优点，只需在反应器内放入适当的填料，就能使生物膜大量生长，为了避免反应器中出现填料流失的现象，往往需要在反应器出口部位放一个滤筛。从目前的现状来看，移动床生物膜反应器在污水处理中正得到大面积推广和应用，并取得了较好的应用效果。
一、移动床陶瓷生物膜反应器的原理及特点
（一）原理
移动床生物膜反应器是一种介于固定生物膜法与活性污泥法之间的新型反应器。这种新型反应器中放入比表面积较大的填料之后，通过搅拌填料，能促进水的自由流动，当污水流经装有填料的反应器时，会在填料表面生成生物膜，进而使大量微生物在生物膜上繁殖，包括自養微生物和异养微生物两类，这些微生物会通过水中的P、N、C等进行新陈代谢，从而达到净化污水的目的。
（二）特点
1、填料的特点
在移动床陶瓷生物膜反应器中，填料是其核心部分，填料的质量高低将对挂膜的难易程度产生非常显著的影响，同时还会直接影响反应器中生物量的生成以及反应器处理效果，现在移动床陶瓷生物膜反应器都是采用的陶瓷材料作为填料，做中空环装、球形等多种形状，陶瓷填料的比表面积大约为1200m2/m3，填料密度则比水的密度稍微高一些，大约为1.05g/cm2，陶瓷填料表面具有适合生物膜生长的环境，再加上科学的结构设计，能确保填料在未使用的时候不发生堵塞、结团等现象，并始终存在一定的空隙率，以保证过水、通气性能达到标准。
2、MBBR的特点
由于水、陶瓷填料都处于不断运动的状态，水、气和固相之间的传质性能可得到有效保障，陶瓷填料上形成的生物膜的活性也比较高，这就促进了系统运行效率及其有机负荷，和固定生物膜法、普通活性污泥法相比，MBBR的处理效果要好得多。在实际应用过程中，MBBR具有较高的灵活性，反应器的形状也各不相同，但不管是哪种形状，都具有体积小、结构科学、运行能力佳、稳定性强等特点。由于MBBR中陶瓷生物膜的载体是不断变化的，再加上水的流动和剪切力所造成的摩擦力，使得陶瓷填料表层的生物膜会随着时间的推移而自动脱落，一些污泥也会随着水的流出而流出反应器，剩下的污泥则会继续留在反应器之中，发挥活性污泥的功能，因此，完全不用担心会造成堵塞问题，而且也不需要进行反冲洗和回流，反应器的水头损失几乎可以忽略不计。
二、移动床陶瓷生物膜反应器运行质量的主要影响因素
（一）水力持续时间
根据相关专家的研究，在MBBR的作用下，溶解性的有机物会在短时间内降解，但颗粒有机物则不能被完全降解，他们中只有一些会被生物膜吸附之后得到降解，另一些在通过MBBR之后不会发生变化，对于降解难度较高的废水或者悬浮物含量较高的废水来说，必须适当延长水力持续时间，这样才能取得更好的降解效果。
（二）有机负荷
如果有机负荷偏高，会对污泥的降解效果产生直接影响，研究发现，伴随有机负荷的不断增加，污泥的沉降性会逐渐降低，所以，必须在移动床陶瓷生物膜反应器的出水中加入适当的絮凝剂或者利用相关的分离处理技术，这样才能提升污泥的沉降性能。
（三）搅拌方式和搅拌类型
对于厌氧反应器来说，通常采用沼气、机械等进行搅拌，在厌氧反应器生物膜生成的初期，应采用间歇搅拌的方式，这样可以使厌氧挂膜的时间提前一些，待挂膜结束之后，可提高搅拌频率，采用连续搅拌的方式。对于好氧反应器来说，通常采取空气搅拌的方式，在好氧反应的整个过程中，污泥的产出量非常高，增殖速度也比较快，所以填料的挂膜相对比较容易。为更好地满足好氧微生物对氧气的需求，应采用连续搅拌的方式。
三、移动床陶瓷生物膜反应器在污水处理中的应用
（一）厌氧移动床生物膜反应器在人工合成高浓度有机废水处理中的应用
厌氧生物膜反应器的一个明显问题就是挂膜比较困难，而且启动的时间比较长，在试验中必须先开展陶瓷填料的好氧预挂膜，通过利用好氧微生物繁殖速度较快的特点，能以较快的速度在陶瓷填料的表层生成生物膜，进而实现对陶瓷填料表面性能的改变，便于厌氧微生物的生长。具体步骤如下：首先，利用排泥挂膜法在反应器内完成挂膜，然后把适量的厌氧接种污泥放到反应器中，并使反应器保持运行状态，两周以后，可看到填料表面出现长势良好的生物膜，经过50d的运行之后，COD的去除率高达95%，反应器在底部会出现厌氧颗粒形成的污泥，表明处理效果已经达到比较稳定的状态。
（二）处理生活污水的试验
试验采用来自于污水处理厂的接种污泥，其浓度约为5000mg/L，运用排泥挂膜法进行试验，首先，将陶瓷填料和接种污泥都放到反应器之中，经过36小时的曝气之后，把悬浮的污泥和上清液排掉，然后连续加入生活污水，待经过12小时之后，填料表面就会出现比较明显的生物膜，此时，COD去除率超过80%，在反应器稳定运行的过程中，陶瓷填料的内外表层都布满了生物膜，这些生物膜在水中呈现出絮绒状立体结构，而且表面积比较大，湿膜的厚度大约为2.5～4.0毫米，通过生物膜镜可以明显地看到纤毛虫、线虫、变形虫、草履虫等原生动物，而且生物膜菌团的分布十分密实，伴有少数丝状菌，这些丝状菌是生物膜骨架的重要组成部分，其作用是使生物膜保持立体状结构。
结语：
综上所述，移动床陶瓷生物膜反应器在现代社会生活生产污水的处理中发挥着不可或缺的作用，作为一种新型反应器，其在诸多方面都具有明显的优势，处理效果也比较好，因而在污水处理中广受青睐。但是，移动床陶瓷生物膜反应器在处理污水的过程中也很容易受到有机负荷、搅拌方式、搅拌类型等因素的影响，进而导致其处理效果降低，为了更好地确保污水处理效果，必须在处理过程中加大对相关影响因素的控制，同时，还必须根据污水处理要求和基本情况，选择适当的移动床陶瓷生物膜反应器类型，并在正式开展污水处理工作之前进行取样试验，以便根据试验结果分析处理过程中可能出现的问题及其解决方式，进一步验证该处理方式的可行性，进而确保污水处理工作的顺利开展。
参考文献：
[1]宋敏，高富丽，杨云龙等.移动床生物膜反应器及应用研究[J].科技情报开发与经济，2007，17（2）：153-155.
[2]李卫平，李杰，朱浩君等.特异性移动床生物膜反应器不同填料投加方法的应用研究[C].//中国工程院“气候变化背景下水环境保护”院士高峰论坛暨第二届海水淡化与水再利用西湖国际论坛论文集.2014：124-127.
[3]王敏.移动床生物膜反应器处理生活污水的实验及应用研究[D].成都理工大学，2011.
[4]柏永生.复合移动床生物膜反应器工艺应用研究[D].北京工业大学，2013.
[5]赵一宁.基于反硝化聚磷的移动床生物膜反应器污水处理新工艺研究[D].广东工业大学，2012.
[6]赵江冰，胡龙兴.移动床生物膜反应器技术研究现状与进展[J].环境科学与技术，2004，27（2）：103-106.
关键词：移动床陶瓷生物膜反应器；污水处理；应用
移动床生物膜反应器的英文简称为MBBR，它是一种利用流化床技术而形成的污水处理新技术，与其它污水处理技术相比，具有能耗低、不易堵塞、处理质量高等优点，只需在反应器内放入适当的填料，就能使生物膜大量生长，为了避免反应器中出现填料流失的现象，往往需要在反应器出口部位放一个滤筛。从目前的现状来看，移动床生物膜反应器在污水处理中正得到大面积推广和应用，并取得了较好的应用效果。
一、移动床陶瓷生物膜反应器的原理及特点
（一）原理
移动床生物膜反应器是一种介于固定生物膜法与活性污泥法之间的新型反应器。这种新型反应器中放入比表面积较大的填料之后，通过搅拌填料，能促进水的自由流动，当污水流经装有填料的反应器时，会在填料表面生成生物膜，进而使大量微生物在生物膜上繁殖，包括自養微生物和异养微生物两类，这些微生物会通过水中的P、N、C等进行新陈代谢，从而达到净化污水的目的。
（二）特点
1、填料的特点
在移动床陶瓷生物膜反应器中，填料是其核心部分，填料的质量高低将对挂膜的难易程度产生非常显著的影响，同时还会直接影响反应器中生物量的生成以及反应器处理效果，现在移动床陶瓷生物膜反应器都是采用的陶瓷材料作为填料，做中空环装、球形等多种形状，陶瓷填料的比表面积大约为1200m2/m3，填料密度则比水的密度稍微高一些，大约为1.05g/cm2，陶瓷填料表面具有适合生物膜生长的环境，再加上科学的结构设计，能确保填料在未使用的时候不发生堵塞、结团等现象，并始终存在一定的空隙率，以保证过水、通气性能达到标准。
2、MBBR的特点
由于水、陶瓷填料都处于不断运动的状态，水、气和固相之间的传质性能可得到有效保障，陶瓷填料上形成的生物膜的活性也比较高，这就促进了系统运行效率及其有机负荷，和固定生物膜法、普通活性污泥法相比，MBBR的处理效果要好得多。在实际应用过程中，MBBR具有较高的灵活性，反应器的形状也各不相同，但不管是哪种形状，都具有体积小、结构科学、运行能力佳、稳定性强等特点。由于MBBR中陶瓷生物膜的载体是不断变化的，再加上水的流动和剪切力所造成的摩擦力，使得陶瓷填料表层的生物膜会随着时间的推移而自动脱落，一些污泥也会随着水的流出而流出反应器，剩下的污泥则会继续留在反应器之中，发挥活性污泥的功能，因此，完全不用担心会造成堵塞问题，而且也不需要进行反冲洗和回流，反应器的水头损失几乎可以忽略不计。
二、移动床陶瓷生物膜反应器运行质量的主要影响因素
（一）水力持续时间
根据相关专家的研究，在MBBR的作用下，溶解性的有机物会在短时间内降解，但颗粒有机物则不能被完全降解，他们中只有一些会被生物膜吸附之后得到降解，另一些在通过MBBR之后不会发生变化，对于降解难度较高的废水或者悬浮物含量较高的废水来说，必须适当延长水力持续时间，这样才能取得更好的降解效果。
（二）有机负荷
如果有机负荷偏高，会对污泥的降解效果产生直接影响，研究发现，伴随有机负荷的不断增加，污泥的沉降性会逐渐降低，所以，必须在移动床陶瓷生物膜反应器的出水中加入适当的絮凝剂或者利用相关的分离处理技术，这样才能提升污泥的沉降性能。
（三）搅拌方式和搅拌类型
对于厌氧反应器来说，通常采用沼气、机械等进行搅拌，在厌氧反应器生物膜生成的初期，应采用间歇搅拌的方式，这样可以使厌氧挂膜的时间提前一些，待挂膜结束之后，可提高搅拌频率，采用连续搅拌的方式。对于好氧反应器来说，通常采取空气搅拌的方式，在好氧反应的整个过程中，污泥的产出量非常高，增殖速度也比较快，所以填料的挂膜相对比较容易。为更好地满足好氧微生物对氧气的需求，应采用连续搅拌的方式。
三、移动床陶瓷生物膜反应器在污水处理中的应用
（一）厌氧移动床生物膜反应器在人工合成高浓度有机废水处理中的应用
厌氧生物膜反应器的一个明显问题就是挂膜比较困难，而且启动的时间比较长，在试验中必须先开展陶瓷填料的好氧预挂膜，通过利用好氧微生物繁殖速度较快的特点，能以较快的速度在陶瓷填料的表层生成生物膜，进而实现对陶瓷填料表面性能的改变，便于厌氧微生物的生长。具体步骤如下：首先，利用排泥挂膜法在反应器内完成挂膜，然后把适量的厌氧接种污泥放到反应器中，并使反应器保持运行状态，两周以后，可看到填料表面出现长势良好的生物膜，经过50d的运行之后，COD的去除率高达95%，反应器在底部会出现厌氧颗粒形成的污泥，表明处理效果已经达到比较稳定的状态。
（二）处理生活污水的试验
试验采用来自于污水处理厂的接种污泥，其浓度约为5000mg/L，运用排泥挂膜法进行试验，首先，将陶瓷填料和接种污泥都放到反应器之中，经过36小时的曝气之后，把悬浮的污泥和上清液排掉，然后连续加入生活污水，待经过12小时之后，填料表面就会出现比较明显的生物膜，此时，COD去除率超过80%，在反应器稳定运行的过程中，陶瓷填料的内外表层都布满了生物膜，这些生物膜在水中呈现出絮绒状立体结构，而且表面积比较大，湿膜的厚度大约为2.5～4.0毫米，通过生物膜镜可以明显地看到纤毛虫、线虫、变形虫、草履虫等原生动物，而且生物膜菌团的分布十分密实，伴有少数丝状菌，这些丝状菌是生物膜骨架的重要组成部分，其作用是使生物膜保持立体状结构。
结语：
综上所述，移动床陶瓷生物膜反应器在现代社会生活生产污水的处理中发挥着不可或缺的作用，作为一种新型反应器，其在诸多方面都具有明显的优势，处理效果也比较好，因而在污水处理中广受青睐。但是，移动床陶瓷生物膜反应器在处理污水的过程中也很容易受到有机负荷、搅拌方式、搅拌类型等因素的影响，进而导致其处理效果降低，为了更好地确保污水处理效果，必须在处理过程中加大对相关影响因素的控制，同时，还必须根据污水处理要求和基本情况，选择适当的移动床陶瓷生物膜反应器类型，并在正式开展污水处理工作之前进行取样试验，以便根据试验结果分析处理过程中可能出现的问题及其解决方式，进一步验证该处理方式的可行性，进而确保污水处理工作的顺利开展。
参考文献：
[1]宋敏，高富丽，杨云龙等.移动床生物膜反应器及应用研究[J].科技情报开发与经济，2007，17（2）：153-155.
[2]李卫平，李杰，朱浩君等.特异性移动床生物膜反应器不同填料投加方法的应用研究[C].//中国工程院“气候变化背景下水环境保护”院士高峰论坛暨第二届海水淡化与水再利用西湖国际论坛论文集.2014：124-127.
[3]王敏.移动床生物膜反应器处理生活污水的实验及应用研究[D].成都理工大学，2011.
[4]柏永生.复合移动床生物膜反应器工艺应用研究[D].北京工业大学，2013.
[5]赵一宁.基于反硝化聚磷的移动床生物膜反应器污水处理新工艺研究[D].广东工业大学，2012.
[6]赵江冰，胡龙兴.移动床生物膜反应器技术研究现状与进展[J].环境科学与技术，2004，27（2）：103-106.