近年來，國家陸續(xù)出臺《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》、《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》等多項政策推進(jìn)國內(nèi)水處理行業(yè)提標(biāo)改造。
各省市地區(qū)的污水廠也迎來了以"準(zhǔn)ⅳ類”為排放標(biāo)準(zhǔn)的新一輪提標(biāo)改造任務(wù)。

在這樣的背景下，兼具生物膜法和活性污泥法這兩種傳統(tǒng)污水處理工藝優(yōu)點的移動床生物膜反應(yīng)器（以下簡稱mbbr）受到了越來越多的關(guān)注。

首先，mbbr“鑲嵌改造”可以將mbbr系統(tǒng)嵌入原活性污泥系統(tǒng)，在原廠不增容的條件下與現(xiàn)有工藝結(jié)合進(jìn)行原池提標(biāo)升級，占地省，投資和運行費用也相對較小。 其次，mbbr提標(biāo)改造還具有可持續(xù)升級的特點。如北方某污水廠通過將原主體處理工藝a2/o+mbbr改為bardenpho+mbbr 進(jìn)行了第二次提標(biāo)改造，出水由一級a提升至地表水準(zhǔn)ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，且無需新增深度處理設(shè)施即可使出水tn均值在10mg/l。 再加上其具有良好的脫氮除磷效果，mbbr工藝早已成為國內(nèi)提標(biāo)改造的重要技術(shù)之一。
但要想將mbbr工藝運用到提標(biāo)改造過程中并成功運行，在后期運行過程中，我們必須解決影響mbbr工藝處理效果的2個關(guān)鍵性問題：

如何選擇得當(dāng)?shù)奶盍?，發(fā)揮反應(yīng)器的高效性？

如何解決mbbr運行中的填料堆積堵塞問題？

mbbr填料的選擇問題

mbbr成功應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一在于比重接近于水且比表面積較大的懸浮填料，它的性能好壞關(guān)系到掛膜的難易以及反應(yīng)器中生物量的多少和處理效率的高低。 填料選擇得當(dāng)，更能發(fā)揮反應(yīng)器的高效性。一般來說，mbbr填料的選用要遵循以下4點原則：
1、要有良好的生物膜固著性能
填料的表面粗糙度要大，這樣易于有機(jī)物滯留，微生物易繁殖、掛膜；要有親水性，易于親水性微生物在其表面附著；還要有一定的靜電作用，因為一般情況下，微生物帶負(fù)電，填料帶正電易于微生物附著。 

2、要有良好的水力學(xué)特性

比重接近于水，易隨水流移動; 具有較大的比表面積，可以保持高濃度的生物量; 填料的形狀和尺寸設(shè)計要有較好的流態(tài)。

3、要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和惰性 

填料要耐磨損，使用壽命長；填料不能被生物降解，耐腐蝕。 

4、價格低廉，便于運輸 

填料的投資占系統(tǒng)建設(shè)成本的一部分，選擇合理經(jīng)濟(jì)的填料也尤為重要。 目前國內(nèi)外使用的mbbr填料種類較多：按材質(zhì)分主要有塑料、聚氨酯( pu) 、陶粒和其他新型材質(zhì)填料；按構(gòu)型分主要有圓柱體、立方體、球狀、短管狀填料等。 

不同材質(zhì)的填料特性差異較大，同材質(zhì)不同構(gòu)型的填料在各項參數(shù)上也存在差異，因此不同填料mbbr的水處理效能各不相同。填料很大程度上決定 mbbr的處理效果，因此對填料的了解至關(guān)重要。 

pe填料 

作為mbbr中最常見的填料之一，pe填料具有經(jīng)濟(jì)效益高、處理效果好、在反應(yīng)器內(nèi)易處于懸浮狀態(tài)等優(yōu)點，已被用廣泛用于處理生活污水、餐飲廢水、工業(yè)廢水和垃圾滲濾液等實際工程中。
以pe為填料的mbbr對污廢水中的色度、化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、硝氮、總有機(jī)碳、mn2+和揮發(fā)性酚類等物質(zhì)具有良好的去除效果。 

如有研究者在常溫下采用填充率為50%、規(guī)格為φ10×0.7mm的短管型pe作為mbbr填料處理農(nóng)村生活污水，系統(tǒng)對cod、nh+4-n、tn和tp平均去除率分別達(dá)85%、85%、60%和70%。 

pp填料 

pp填料多用于mbbr組合工藝中，如mbbr與a/o組合工藝、mbbr-mbr組合工藝、uasb-mbbr-rbbr工藝等，主要用來脫氮和去除有機(jī)物。 

如有研究者將mbbr與傳統(tǒng)a/o工藝結(jié)合處理農(nóng)村生活污水，缺氧區(qū)和好氧區(qū)均采用高密度k1型pp填料，填充率為50%時，cod、nh+4-n和tn平均去除率分別為92.4%、93.8%和73.4%。 

值得一提的是，多數(shù)pp填料因材質(zhì)密度較輕、材料脆、使用壽命短等問題，在實際工程中應(yīng)用較少。 

其他塑料填料 

聚氯乙烯（pvc）、聚偏氟乙烯（pvdf）等也可以作為填料應(yīng)用于mbbr中。 

如沈陽某污水處理廠采用pvc圓柱形填料mbbr處理食品加工區(qū)市政污水，在填充率為25%～30%、hrt為4.4h時，cod、懸浮顆粒物（ss）去除率均達(dá)90%以上。 

pvc和pvdf填料雖對一些污染物有較好的去除效能，但與pe相比成本較高，因此多用于工業(yè)廢水的處理中。
聚氨酯（pu）泡沫填料 

pu泡沫填料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和較高的孔隙率，可為微生物提供較大的附著面積，使其快速、穩(wěn)定地生長，能有效去除污廢水中有機(jī)污染物和各種營養(yǎng)物。 

同時，其價格經(jīng)濟(jì)實惠，能降低水處理成本，是一種很有前景的mbbr水處理填料。 

pu泡沫作為填料時，mbbr對低碳氮比（c/n）廢水、有機(jī)廢水和石油加工廢水均有較好的有機(jī)物和氮污染物去除效果。 

如有研究者采用pu填料處理低c/n污水，在hrt為14h時，mbbr對水中toc和nh+4-n 去除率分別達(dá)90%和65%。 

陶粒填料 

陶粒是以黏土為主要生產(chǎn)原料的生物載體，其表觀多為圓形或橢圓形球體、不規(guī)則碎石狀，其表面粗糙呈蜂窩狀，可為微生物提供適宜附著、固定和生長的環(huán)境，能吸附水體中的有害元素、細(xì)菌和礦化水質(zhì)，多用于生物濾池中。 

值得一提的是，目前陶粒填料應(yīng)用于mbbr的案例較少，已有的案例多集中在處理模擬生活污水、生產(chǎn)和醫(yī)院廢水的研究。 

有研究者采用填充率為50%的輕質(zhì)陶粒作為mbbr填料處理醫(yī)院廢水，在hrt為42h，混合液懸浮固體濃度為5000mg/l時，系統(tǒng)的cod去除率達(dá)83%。 

當(dāng)然，除各種塑料、pu泡沫填料、陶粒填料外，近年來出現(xiàn)了許多新型mbbr填料，如可生物降解聚合物、自制無機(jī)活性多孔物質(zhì)、纖維合成材料、蘆竹、絲瓜絡(luò)等，均取得了良好的處理效果。 

其中，可生物降解聚合物不僅是微生物的附著載體，還能充當(dāng)碳源。如采用可生物降解聚合物聚己內(nèi)酯( pcl)作為mbbr填料，當(dāng)hrt為18.5 h時，tn平均去除率為74.6%，且在低c/n條件下實現(xiàn)了同步硝化和反硝化。
綜上所述，針對針對不同類型的污廢水，最適用的mbbr填料也不盡相同：
與塑料相比，pu填料具有多孔性，因而可以儲存更多的微生物，但在采用反硝化mbbr處理實際城市污水廠尾水時，以pe為填料的mbbr效果較好。 

以pu為填料的mbbr對toc和nh+4-n去除效果優(yōu)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，在實際應(yīng)用時，應(yīng)對填料進(jìn)行篩選和優(yōu)化。近年來，通過對mbbr填料進(jìn)行改性，來提高其親水性和生物親和性已成為當(dāng)下研究熱點。但必須要說明的是，填料改性還是一個研究的范疇，還到不了工程范疇。

填料堆積堵塞問題

1、懸浮填料堆積堵塞的原因
一般來說，為了防治填料流失，且考慮到填料尺寸，都會在各段過水處和出水端設(shè)置孔徑較小的格柵。如此一來，很容易被懸浮污泥和填料給糊住，導(dǎo)致水不能正常流走而發(fā)生堵塞。 

而一旦過水處格柵發(fā)生堵塞，待水位升高到溢滿，填料就會流失進(jìn)入后續(xù)管道。
不管是污泥回流管道還是混合液回流管道，還是沉淀池管道等等都會被填料堵得死死的，整個系統(tǒng)不得不停止運行，處于崩潰邊緣。 

2、堵塞問題的解決措施 

設(shè)置曝氣或反吹裝置：在格柵處設(shè)置曝氣裝置可有效防止格柵堵塞，這樣格柵處一有懸浮污泥或填料也會被吹走，避免了其堵塞。 

在混合液回流處設(shè)置反吹裝置也是防止其格網(wǎng)堵塞的有效措施。在實際運行中，混合液回流處的格網(wǎng)經(jīng)常會被堵塞。 

當(dāng)然，如果在設(shè)計初期沒有考慮到設(shè)計反吹裝置，可以通過人工進(jìn)行反吹，雖然每次堵塞都要人工來反吹，給工作人員帶來了一定的工作量，且每次都要拆泵安裝泵也很不方便，但問題可以得到有效的解決。 

設(shè)置自動清掃裝置：定期自動清掃裝置也可避免格柵堵塞。 

加網(wǎng)欄截：將填料用網(wǎng)格整體罩住，即使堵塞也不會造成填料流失，也就不存在填料進(jìn)入管道造成管道堵塞的問題，系統(tǒng)恢復(fù)也會很快就能恢復(fù)，只要清理了堵塞的格柵，系統(tǒng)就可以正常運行。 

加液位計：在各池安裝高液位計，一格柵堵塞勢必水位上升，當(dāng)水位上升到高液位時系統(tǒng)停止進(jìn)水，可防止水位溢滿，填料流失以致管道堵塞。這樣在人工清理被堵的格柵后，系統(tǒng)可立即回復(fù)正常運行。 

在以上幾種措施中，加網(wǎng)欄截和安裝液位計都不能從根本上解決格柵堵塞問題，只能防止填料流失造成的填料損失和管道堵塞，減少工作人員的工作量，并且可使系統(tǒng)立即恢復(fù)正常運行。 

在格柵處設(shè)置曝氣和反吹或自動清掃裝置可大大減少格柵堵塞的概率，當(dāng)然我們可以考慮將其聯(lián)合起來，確保萬無一失。 

在實際運行中，如果不能保證mbbr中填料呈現(xiàn)均勻流化狀態(tài)，容易出現(xiàn)填料堆積的現(xiàn)象。 

因此，解決該問題的關(guān)鍵是優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性以及改進(jìn)曝氣管路的布置，以較低的能耗使填料呈均勻流化狀態(tài)。 

比如有研究人員通過對mbbr水力特性、生物活性的實驗研究表明，在反應(yīng)器長深比為0.5左右的條件下，有利于填料良好的移動，反應(yīng)器內(nèi)混合充分，不會產(chǎn)生大范圍的填料堆積現(xiàn)象。 

還有研究在mbbr中引入導(dǎo)流板來強(qiáng)制填料進(jìn)行循環(huán)移動，改進(jìn)了反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和運行方式，使其具有良好的水力特性和曝氣充氧性能，在較小的氣量下即可啟動，節(jié)約能源，提高了反應(yīng)器的效能。 

反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了它的水力特性，通過將反應(yīng)器底部角落部分設(shè)計成斜面來防止填料在反應(yīng)器底部角落的堆積。