MBBR中的堵塞问题如何解决？填料又该怎么选？看完你就全懂了！

近年来，国家陆续出台《关于推进污水资源化利用的指导意见》、《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》等多项政策推进国内水处理行业提标改造。

各省市地区的污水厂也迎来了以"准Ⅳ类”为排放标准的新一轮提标改造任务。

在这样的背景下， 兼具生物膜法和活性污泥法这两种传统污水处理工艺优点的移动床生物膜反应器（以下简称MBBR）受到了越来越多的关注。

首先，MBBR“镶嵌改造”可以将MBBR系统嵌入原活性污泥系统， 在原厂不增容的条件下与现有工艺结合进行原池提标升级 ，占地省，投资和运行费用也相对较小。

 

其次，MBBR提标改造还具有可持续升级的特点。如北方某污水厂通过将原主体处理工艺 A2/O+MBBR改为Bardenpho+MBBR 进行了第二次提标改造，出水由一级A提升至地表水准Ⅳ类标准 ，且无需新增深度处理设施即可使出水TN均值在10mg/L。

 

再加上其具有良好的脱氮除磷效果，MBBR工艺早已成为国内提标改造的重要技术之一。

但要想将MBBR工艺运用到提标改造过程中并成功运行，在后期运行过程中，我们必须解决影响MBBR工艺处理效果的2个关键性问题：

• 如何选择得当的填料，发挥反应器的高效性？

• 如何解决 MBBR 运行中的填料堆积堵塞问题？

 

MBBR填料的选择问题  

 

MBBR成功应用的 关键因素之一在于比重接近于水且比表面积较大的悬浮填料，它的性能好坏关系到挂膜的难易以及反应器中生物量的多少和处理效率的高低。

 

填料选择得当，更能发挥反应器的高效性。一般来说，MBBR填料的选用要遵循以下4点原则：

1、要有良好的生物膜固着性能

填料的表面粗糙度要大，这样易于有机物滞留，微生物易繁殖、挂膜；要有亲水性，易于亲水性微生物在其表面附着；还要有一定的静电作用，因为一般情况下，微生物带负电，填料带正电易于微生物附着。

 

2、要有良好的水力学特性

 

比重接近于水，易随水流移动; 具有较大的比表面积，可以保持高浓度的生物量; 填料的形状和尺寸设计要有较好的流态。

 

3、要有足够的机械强度和惰性

 

填料要耐磨损，使用寿命长；填料不能被生物降解，耐腐蚀。

 

4、价格低廉，便于运输

 

填料的投资占系统建设成本的一部分，选择合理经济的填料也尤为重要。

 

目前国内外使用的MBBR填料种类较多：按材质分主要有塑料、聚氨酯( PU) 、陶粒和其他新型材质填料；按构型分主要有圆柱体、立方体、球状、短管状填料等。

 

不同材质的填料特性差异较大，同材质不同构型的填料在各项参数上也存在差异，因此不同填料 MBBR 的水处理效能各不相同 。填料很大程度上决定 MBBR的处理效果，因此对填料的了解至关重要。

 

PE填料

 

作为MBBR中最常见的填料之一， PE 填料具有经济效益高、处理效果好、在反应器内易处于悬浮状态等优点 ，已被用广泛用于处理生活污水、餐饮废水、工业废水和垃圾渗滤液等实际工程中。

以PE为填料的MBBR对污废水中的色度、化学需氧量、氨氮、总氮、硝氮、总有机碳、Mn2+和挥发性酚类等物质具有良好的去除效果。

 

如有研究者在常温下采用填充率为50%、规格为φ10×0.7mm的短管型PE作为MBBR填料处理农村生活污水，系统对COD、NH+4-N、TN和TP平均去除率分别达85%、85%、60%和70%。

 

PP填料

 

PP填料多用于MBBR组合工艺中，如MBBR与A/O组合工艺、MBBR-MBR组合工艺、UASB-MBBR-RBBR工艺等，主要用来脱氮和去除有机物。

 

如有研究者将MBBR与传统A/O工艺结合处理农村生活污水，缺氧区和好氧区均采用高密度K1型PP填料，填充率为50%时，COD、NH+4-N和TN平均去除率分别为92.4%、93.8%和73.4%。

 

值得一提的是， 多数 PP 填料因材质密度较轻、材料脆、使用寿命短等问题，在实际工程中应用较少。

 

其他塑料填料

 

聚氯乙烯（PVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）等也可以作为填料应用于MBBR中。

 

如沈阳某污水处理厂采用PVC圆柱形填料MBBR处理食品加工区市政污水，在填充率为25%～30%、HRT为4.4h时，COD、悬浮颗粒物（SS）去除率均达90%以上。

 

PVC 和 PVDF 填料虽对一些污染物有较好的去除效能，但与 PE 相比成本较高，因此多用于工业废水的处理中。

聚氨酯（PU）泡沫填料

 

PU 泡沫填料具有良好的机械强度和较高的孔隙率 ，可为微生物提供较大的附着面积，使其快速、稳定地生长，能有效去除污废水中有机污染物和各种营养物。

 

同时， 其价格经济实惠，能降低水处理成本 ，是一种很有前景的MBBR水处理填料。

 

PU泡沫作为填料时，MBBR对低碳氮比（C/N）废水、有机废水和石油加工废水均有较好的有机物和氮污染物去除效果。

 

如有研究者采用PU填料处理低C/N污水，在HRT为14h时，MBBR对水中TOC和NH+4-N 去除率分别达90%和65%。

 

陶粒填料

 

陶粒是以黏土为主要生产原料的生物载体，其表观多为圆形或椭圆形球体、不规则碎石状，其表面粗糙呈蜂窝状，可为微生物提供适宜附着、固定和生长的环境，能吸附水体中的有害元素、细菌和矿化水质，多用于生物滤池中。

 

值得一提的是， 目前陶粒填料应用于 MBBR 的案例较少，已有的案例多集中在处理模拟生活污水、生产和医院废水的研究。

 

有研究者采用填充率为50%的轻质陶粒作为MBBR填料处理医院废水，在HRT为42h，混合液悬浮固体浓度为5000mg/L时，系统的COD去除率达83%。

 

当然，除各种塑料、PU泡沫填料、陶粒填料外，近年来出现了许多新型MBBR填料，如可生物降解聚合物、自制无机活性多孔物质、纤维合成材料、芦竹、丝瓜络等，均取得了良好的处理效果。

 

其中， 可生物降解聚合物不仅是微生物的附着载体，还能充当碳源。 如采用可生物降解聚合物聚己内酯( PCL)作为MBBR填料，当HRT为18.5 h时，TN平均去除率为74.6%，且在低C/N条件下实现了同步硝化和反硝化。

综上所述，针对针对不同类型的污废水，最适用的MBBR填料也不尽相同：

与塑料相比，PU填料具有多孔性，因而可以储存更多的微生物，但 在采用反硝化MBBR 处理实际城市污水厂尾水时，以PE为填料的MBBR效果较好。

 

以PU为填料的MBBR对TOC和NH+4-N去除效果优于可生物降解的高分子材料，但TN的去除效果不及可生物降解的高分子材料。

因此，在实际应用时，应对填料进行筛选和优化。近年来，通过对MBBR填料进行改性，来提高其亲水性和生物亲和性已成为当下研究热点。但必须要说明的是，填料改性还是一个研究的范畴，还到不了工程范畴。

 

填料堆积堵塞问题  

 

1、 悬浮填料堆积堵塞的原因

一般来说，为了防治填料流失，且考虑到填料尺寸，都会在各段过水处和出水端设置孔径较小的格栅。如此一来，很容易被悬浮污泥和填料给糊住，导致水不能正常流走而发生堵塞。

 

而 一旦过水处格栅发生堵塞，待水位升高到溢满，填料就会流失进入后续管道。

不管是污泥回流管道还是混合液回流管道，还是沉淀池管道等等都会被填料堵得死死的，整个系统不得不停止运行，处于崩溃边缘。

 

2 、堵塞问题的解决措施

 

设置曝气或反吹装置： 在格栅处设置曝气装置可有效防止格栅堵塞，这样格栅处一有悬浮污泥或填料也会被吹走，避免了其堵塞。

 

在混合液回流处设置反吹装置也是防止其格网堵塞的有效措施。在实际运行中，混合液回流处的格网经常会被堵塞。

 

当然，如果在设计初期没有考虑到设计反吹装置，可以通过人工进行反吹，虽然每次堵塞都要人工来反吹，给工作人员带来了一定的工作量，且每次都要拆泵安装泵也很不方便，但问题可以得到有效的解决。

 

设置自动清扫装置： 定期自动清扫装置也可避免格栅堵塞。

 

加网栏截： 将填料用网格整体罩住，即使堵塞也不会造成填料流失，也就不存在填料进入管道造成管道堵塞的问题，系统恢复也会很快就能恢复，只要清理了堵塞的格栅，系统就可以正常运行。

 

加液位计： 在 各池安装高液位计，一格栅堵塞势必水位上升，当水位上升到高液位时系统停止进水，可防止水位溢满，填料流失以致管道堵塞。这样在人工清理被堵的格栅后，系统可立即回复正常运行。

 

在以上几种措施中， 加网栏截和安装液位计都不能从根本上解决格栅堵塞问题 ，只能防止填料流失造成的填料损失和管道堵塞，减少工作人员的工作量，并且可使系统立即恢复正常运行。

 

在格栅处设置曝气和反吹或自动清扫装置可大大减少格栅堵塞的概率 ，当然我们可以考虑将其联合起来，确保万无一失。

 

在实际运行中，如果不能保证MBBR中填料呈现均匀流化状态，容易出现填料堆积的现象。

 

因此， 解决该问题的关键是优化反应器的构造和水力特性以及改进曝气管路的布置，以较低的能耗使填料呈均匀流化状态。

 

比如有研究人员通过对MBBR水力特性、生物活性的实验研究表明， 在反应器长深比为0.5左右的条件下，有利于填料良好的移动 ，反应器内混合充分，不会产生大范围的填料堆积现象。

 

还有研究 在MBBR中引入导流板来强制填料进行循环移动 ，改进了反应器的结构和运行方式，使其具有良好的水力特性和曝气充氧性能，在较小的气量下即可启动，节约能源，提高了反应器的效能。

 

反应器的结构在很大程度上决定了它的水力特性， 通过将反应器底部角落部分设计成斜面来防止填料在反应器底部角落的堆积。