MBBR填料选型及设计计算方法

MBBR填料选型及设计计算方法

移动床生物膜反应器（MBBR，Moving Bed Biofilm Reactor）是一种结合了生物膜法和活性污泥法优点的污水处理工艺。它通过在反应池中投加大量悬浮填料（通常是高表面积的塑料载体，比如HDPE材料），微生物在这些填料表面形成生物膜，利用生物膜来降解废水中的有机污染物或氮、磷等营养物质。但MBBR在运行时经常发生填料下沉，进入并堵塞污泥回流泵的问题。

一、MBBR填料种类及选型

MBBR填料一般可以按形状、材质、结构来分类，各种填料特点如下表所示。各种填料有着不同的优缺点和适用范围，如下表所示。此外，还有一种聚氨酯泡沫填料，有时也叫海绵填料，属于一种高比表面积、多孔结构、亲水性良好的MBBR专用填料，这种填料在早些年设计的MBBR中被广泛使用，其有着超高比表面积，微生物附着量大，亲水性好，启动快，比重接近水等优点，但是也存在着容易堵塞，需定期反冲洗或搅动，容易老化，物理强度一般，易被强剪切破坏，寿命短等缺点，以至于使用这种填料的MBBR普遍存在填料下沉、堵塞泵体的问题。

二、MBBR填料设计计算

举例计算基于污染物浓度、去除率、生物膜、填料比表面积来求出MBBR所需填料数量，如下所示。

例：Q = 1000 m?/d、CODin = 500 mg/L、CODout = 50 mg/L、填料有效比表面积 As=600 m?/m?、生物膜COD处理能力rs=5 g/m?·d、反应池体积 V = 600 m?。

（1）计算污染物负荷

（2）计算生物膜面积

（3）计算填料体积值得注意的是，计算过程中涉及到一个重要数据，生物膜的处理能力rs，不同类型填料处理不同污染物的生物膜处理能力不同，如下表所示。

生物膜的处理能力会随着工艺条件发生变化，水温越高，rs一般越高（每升高10°C，生物代谢速度约提高1.2~2倍）。高盐度（TDS>10,000 mg/L），rs会下降20%~40%，因为微生物活性受抑制。初期启动阶段（生物膜未成熟时），rs往往只有表格中数值的30%~60%。成熟稳定运行（生物膜厚度稳定后），可以按表格中偏上的数值选取。

总结新的HDPE/PP/PU填料，本来是微浮（比重接近1.00，略小于水），但随着运行时间，生物膜厚积、吸附无机物（如CaCO?、Fe(OH)?等），填料整体比重增加，当比重＞1.00时，填料就开始下沉。在运行过程中，我们应确保池内充足的空气搅拌量，或增加潜水搅拌器，特别是回流泵吸口附近，保持填料悬浮。并通过放空冲洗或者设计填料清洗区，定期剥离生物膜和无机沉积。