一、什麽是MBBR？

       MBBR工藝是運用生物（wù）膜法的基本原理，通過向反應器中投加一定數量的懸浮載體，提高反應（yīng）器中的生物量及生物種類（lèi），從而提高反應器的處理效率。由（yóu）於填料密度接近於水（shuǐ），所（suǒ）以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀（zhuàng）態（tài），微生（shēng）物生（shēng）長的環（huán）境為氣、液、固三相。

       載（zǎi）體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣（qì）氣泡（pào）更（gèng）加細小，增加了氧氣的利用率（lǜ）。另外，每個載體內外均具有不同的生物種類，內部生長（zhǎng）一些（xiē）厭氧菌或兼氧（yǎng）菌，外部（bù）為好氧菌，這樣每個載（zǎi）體都為一（yī）個微型反應（yīng）器，使硝化反應和反硝化反應同時存（cún）在，從而提高了（le）處理效果。

       二、MBBR的同步硝化反硝（xiāo）化是如何實現的？

       1、同步（bù）硝化反硝化生物脫氮( SND)的概念

       同步硝化反硝化脫氮技術( SND) 是在同（tóng）一個反應器內同時產生硝化、反硝化和除碳反應。它突（tū）破了傳統觀點（diǎn）認為硝化和反（fǎn）硝化不能同時發生的認識，尤其是好氧條件下，也可以發生（shēng）反硝化反應，使得同步（bù）硝化和反硝化成為可能。

       硝化過程消耗堿度，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（wěn）定，無需酸堿中和，無需外加碳源；節省反應（yīng）器體積，縮短反應時間，通過降低硝態氮濃度可以（yǐ）減少二（èr）沉池汙泥漂浮（fú），因而（ér） SND 成為生（shēng）物脫氮的一個研究熱點。對於 SND 生物脫氮的可行性，目前有以下主要三種從不（bú）同角度出發得出的觀點：

       宏觀環境角度：該觀點認為完全均勻混合狀態是不存在的，反應器內（nèi） DO分布不均（jun1）勻能夠形成好氧、缺氧、厭氧（yǎng）區域，在同一生物反應器缺（quē）氧/厭氧環境條件（jiàn）下可以發生反硝化反應（yīng），聯（lián）合區段內好氧環境中有機物去除和氨（ān）氮的（de）硝化，SND是可以（yǐ）實（shí）現的。

       微（wēi）環境角度：該觀點認為微生物（wù）絮體內的缺氧微環境是形成 SND的主要（yào）原因（yīn），即（jí）由（yóu）於氧的擴散( 傳遞（dì）) 限（xiàn）製，微生物絮體內存在（zài）溶（róng）解氧（yǎng）梯度，從而形成有利於實現同步硝化反（fǎn）硝化的微環境。

       生物（wù）學角度：該觀點認為特殊微生物種（zhǒng）群的（de）存在被認為是發生 SND的主要原因，有（yǒu）的硝化細菌除了能夠進行正（zhèng）常的硝化作用還能夠進行反硝化作（zuò）用，有荷蘭學者分離出既（jì）可（kě）進行（háng）好氧硝化，又可進（jìn）行好氧反硝化的泛養硫球（qiú）菌；還有一些細（xì）菌（jun1）彼此合作，進行序列反應，把氨轉化為氮氣，為（wéi）在同一反應器在同一條件下完成生物脫氮提供了（le）可能。

       目前對生物脫氮的微生物學研究和解釋較（jiào）多，但都不夠完善，對 SND 現象的認識仍（réng）在發展與探索之中。微環境理論（lùn）是（shì）被（bèi）普（pǔ）遍接受的，由於溶解氧梯度（dù）的存在，微生物絮體或生物膜的外表（biǎo）麵溶解氧濃度高，以（yǐ）好氧 硝化菌及（jí）氨（ān）化（huà）菌為主；深入內部（bù），氧傳遞受阻及外部溶解氧（yǎng）大量的消耗而產生缺氧區，反硝化菌為優勢菌種，故可導致同步硝化（huà）反硝化的發生。該（gāi）理論解釋了在同一反應器中（zhōng）不同菌種共（gòng）同存在（zài）的問題，但也存在一個缺陷，即有機碳源問題。有（yǒu）機碳（tàn）源既是（shì）異養（yǎng）反硝化的電子供體（tǐ），又是硝化過（guò）程的抑製物（wù）質，汙水中的有（yǒu）機（jī）碳源在穿過好（hǎo）氧層時，*先被好氧氧化，處於缺氧區的反硝化菌由於得不（bú）到電子供體而降低了反硝化（huà）速率，可能影（yǐng）響SND的脫氮效率，故同步硝化反硝化的機理仍（réng）需（xū）要（yào）進（jìn）一步完（wán）善。

       2、MBBR生物移動床同步硝（xiāo）化反（fǎn）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新型反應器，基本設計原理是將比重（chóng）接近水、可懸浮於水中的懸浮填料直接投加到反應池中作為微生物的活性載體，懸浮填料能與汙水頻繁多 次（cì）接觸，逐漸在填料表麵生長出生物膜( 掛膜) ，強化（huà）了汙染物、溶解氧（yǎng）和生物膜的傳質效果，即而 MBBR被稱（chēng）為（wéi）“移動的生物膜”。基於迄今SND機理（lǐ）研究，綜合微環境和生物學理論，MBBR生物膜（mó）內SND可能（néng）存在的反應模式是，分（fèn）布（bù）於生物膜好氧層的（de）好氧氨氧化菌、亞硝酸鹽氧化（huà）菌和好氧反硝化細菌與分布於生物缺氧層的厭氧氨氧化菌、自養（yǎng）型亞硝酸細菌和反硝化細菌相互協作，*終達到脫氮目的（de）。

       MBBR是依靠曝氣池（chí）內的曝氣和水流（liú）的提升作用使載體處（chù）於流化狀態，進而形成懸浮生長的活性汙泥和附著生長的生物膜，充分發揮附著相和懸浮相生物兩者的優越（yuè）性，不僅提供了宏觀和（hé）微觀的（de）好 氧和厭氧環境，還（hái）解決了自養硝化菌、異養反硝化菌與異養細菌的DO之爭和碳源之爭。故MBBR可實現硝化和反硝化兩個過程的（de）動力學平衡，具有同步硝化反硝化非常良好的條件，能實現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（huà）反硝化的關鍵技（jì）術是控（kòng）製 MBBR 內硝化和反硝化的反應動力學平衡（héng），解決自養硝化菌和異養細菌的DO之爭及反硝化菌和異（yì）養細菌的碳源（yuán）之爭等，故（gù）實現其主要控（kòng）製因素有：碳氮比、溶解氧濃度、溫（wēn）度和酸堿度等。

       1、填料對MBBR法（fǎ）的影（yǐng）響

       MBBR法的技術關鍵在於比重接近於水、輕微攪拌下易（yì）於隨水自由運動的生物填（tián）料。通常填料（liào）由聚乙烯塑料製成，每一個載體的外形為直徑10mm、高8mm的小圓柱體（tǐ），圓柱體中有十字（zì）支撐，外壁有（yǒu）突（tū）出的豎條狀鰭翅，填料中空部分占整個體積的0.95，即在一個充滿水（shuǐ）和（hé）填（tián）料的容器中（zhōng），每一（yī）個填料中水占的（de）體積（jī）為95%。考慮到填料旋轉以及總容器容積，填料的填充比被定義為載體所占空問的比例，為了達到*好（hǎo）的混合效果，填料的填充比*大（dà）為0.7。理論上（shàng）填料總的比表（biǎo）麵積是按照每一單位體（tǐ）積生物載體比表麵積的數（shù）量來定義的，一（yī）般為700m2/m3。當生物膜（mó）在載體（tǐ）內部生長時，實（shí）際有效利用的比表麵積約為500m2/m3。

       此類型的生物填（tián）料有利於微生物在填料內側附著生長，形（xíng）成較穩定的生物膜，並且容易形（xíng）成流化狀態。當預處理要求較低或汙水中（zhōng）含有大量（liàng）纖維物質時（shí），例如在市政汙水處理中不采用初沉池或者在處理（lǐ）含有大量纖維的造紙廢水時，采用比（bǐ）表麵積較小、尺寸較大的生物填料，當已有較好的（de）預（yù）處理或用於（yú）硝化時，采（cǎi）用比表麵積大（dà）的（de）生（shēng）物填料。

       2、溶解氧(DO)對MBBR法（fǎ）的（de）影響

       DO濃度是（shì）影響同步硝化一反硝化的一個主（zhǔ）要的限製因素，通過對DO濃度的控製，可使生物膜的不同部（bù）位形（xíng）成好（hǎo）氧區或缺氧區，這樣便具有了實（shí）現同步硝化一反硝化的物（wù）理條件。

       從理論上講，當DO質量濃（nóng）度過於高時，DO能穿透到生物膜內（nèi）部，使其內（nèi）部難以（yǐ）形成缺氧區，大量的（de）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，如果DO濃度（dù）很低，就會造成生物膜內部很大比例的厭氧區，生物膜反硝化能力增強(出水硝氮和亞硝氮濃（nóng）度都很低)，但由於DO供應不足，MBBR工藝硝化效果下降，使得出水（shuǐ）氨氮濃度上升，從而導致出（chū）水TN上升，影響*終（zhōng）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*佳值：當DO質量（liàng）濃度在2mg/L以上時，DO對MBBR硝（xiāo）化效（xiào）果的影響不大，氨氮的去除率可達97%-99%，出（chū）水氨氮都能保持在1.0mg/L以下；DO質量濃度在1.0mg/L左右時，氨氮的去除（chú）率在84%左右，出水氨氮濃度有明顯上升。另外，曝氣池（chí）內DO也不宜過高，溶（róng）解氧過（guò）高能夠導致有機汙染物分解（jiě）過快，從而使微（wēi）生物缺乏營養，活（huó）性汙泥易（yì）於老化，結構鬆散。此外（wài），DO過高，過量耗能，在經濟上也是（shì）不適宜的。

       因（yīn）為MBBR法主要是通過（guò）懸浮填料來實現*終的汙水處理，所以DO對懸浮填料的影響也是影響整個（gè）處理結果的關鍵。有研究表明反應器的（de）充氧（yǎng）能力在一定範圍內隨（suí）著懸（xuán）浮填料填充率的（de）增大而增大。在曝（pù）氣的作用下，水隨填料一起流化，水流紊動程度較無填料時（shí）大，加速了氣液界麵（miàn）的更新和氧的轉移，使氧的轉移（yí）速率提高。隨著填料數量的增多，填料、氣流和水流三者之間的這種切割作用和紊（wěn）動作用不斷（duàn）加強。但加入填（tián）料量為（wéi）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（yǎng）的傳遞速率下降，氧的利用率降低。所以針對不同類型的（de）水質，控製好DO的量對（duì）整個工藝（yì）*終的處理結果是（shì）至關重要的。