MBBR与MBR工艺对比

大部分发达国家，特别是欧洲国家，近20年来其新建的大型城市水质净化厂很多都采用地下式的布置形式。目前，世界上地下污水处理厂已超过 200座。地下污水处理厂主要有MBR和MBBR两种工艺选择，对于我国快速建设中的地下污水处理厂，该如何选择水处理工艺?

世界上第一座地下式水质净化厂早在 1932年就诞生于芬兰，但由于建造技术上的限制，直到 2O 世纪80年代人类对地下空间开发技术成熟以后才得到迅速的发展。目前大部分发达国家，特别是欧洲，近20年来新建的大型城市水质净化厂很多都采用地下式的布置形式。目前，世界上地下式水质净化厂已超过 200座。

随着我国城镇化进程的加快和城市的快速扩张，过去那 些遥远荒芜的郊区正逐渐被繁华的城市“吞噬”。在如今土地 资源愈发“捉襟见肘”的大中型城市，这种问题尤为突出。地下式污水厂因为其社会环境效益好、占地省、噪音少等优点成为现在污水厂的选择趋势。而在污水厂建设过程中，主要又有MBR和MBBR两种工艺选择。对于我国快速建设中的污水处理厂，该如何选择水处理工艺?

                                下表是目前国内大型污水处理厂所用工艺     

定义不同：
          MBR为膜生物反应器
          MBBR为载体流动床生物膜技术

工作原理不同：
      MBR为活性污泥法+膜分离。MBR(膜生物反应器)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池(或滗水器)在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。
      MBBR为生物膜法。MBBR(载体流动床移动床生物膜反应器)，其原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。MBBR 的核心就是增加填料，独特设计的填料在鼓风曝气的扰动下在反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生物降解。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的数倍，降解效率也因此成倍提高。

MBBR与MBR的工艺

   MBR膜生物反应器：

MBBR的研究现状
    MBBR是在20世纪90年代中期得到开发和应用的，其兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法。迄今为止，国外已应用MBBR进行处理生活污水、工业废水的小试、中试及生产性实验研究，均取得了较好的效果。其中，美国的Captor工艺和德国的Linpor工艺是目前两种比较成熟的多孔悬浮载体系统。在完全混合反应器中加入聚氨酯泡沫块供微生物附着生长，用于处理城市生活污水，研究了其对BOD的去除和硝化作用。
    结果表明，硝化细菌优先附着生长在载体上，硝化活性达0.33mgN/h·块载体（载体体积为8cm3/块），在4h内，BOD可完全去除，并继而发生硝化作用，硝化作用可在10h内完成。在过去的10年中，移动床生物膜技术在挪威得到了发展，现已有100多个基于此技术的污水处理厂在17个国家中投入使用或在建造之中，它们主要用于去除市政污水或工业废水中的有机物及氨氮。
    微生物赖以栖息的新型载体的研制开发是移动生物膜法处理废水的关键技术之一，其性能直接影响着污水的处理效果和投资费用。科研工作者以改进填料为突破口，不断推动移动生物膜法的发展。目前的悬浮填料大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的，比重接近于水，长了生物膜以后，在正常的曝气强度下极易达到全池流化翻动。
    悬浮填料的形状通常为球状、圆筒状或粒状，一般认为球状有良好的水力学特性，是最理想的形状。但受到生产技术的限制，有时将材料作成球状很困难；而圆筒状填料当其长径比为1时接近于球状，因此悬浮填料一般选择圆筒状。另外，填充在生物膜反应器的填料的比表面积多在100～500m2/m3之间。由聚乙烯制成的悬浮填料分两种：一种为φ10×7（mm）、比表面积为335m2/m3，另一种为φ15×15（mm）、比表面积为235m2/m3；由聚丙烯制成的悬浮填料，密度为0.94g/cm3，形状为有波纹的圆柱体，尺寸为φ15～20（mm）×20～30（mm）。
    近年来，我国不少学者也进行了MBBR工艺的研究，但大多仍处于试验性研究阶段。我国目前对悬浮填料的研究才刚刚起步，新型悬浮填料在我国污水处理工程中的应用具有广泛的发展空间。目前，国内常用的填料有蜂窝填料、软性填料、半软性填料及复合填料等固定型填料，但这些填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀等问题，影响了生物处理效果。另外，上述填料均需安装在辅助支架上，这就给填料的安装、更换等造成诸多不便，使工程投资和运行管理费用相对提高。
                    
                                                   图：运行中的MBBR

 有机物的去除方面：
     两种工艺对COD、BOD、氨氮都有较高的去除率。MBR工艺依靠的是其较高的污泥负荷，MBBR工艺依靠的是其填料上的生物膜。

TN、TP去除率对比：MBBR工艺对TN去除效果较好，TP去除需要依靠加药化学除磷 MBR工艺对TN 的去除需要依靠前端生物法的去除，MBR膜本身对TN并没有去除效果。对TP 去除也需要依靠前端加药化学除磷。

SS的去除对比：MBBR对SS没有去除效果，需要依靠后端的超滤膜工艺来去除SS ；MBR膜能够较好的去除SS 。

成本处理的对比：MBBR工艺中的填料一次投加即可，后续运行中只需要加强填料上的生物膜管理即可。建设期投入较大，运营维护简单。 MBR工艺膜组器使用寿命一般在4-5年，更换周期较短。日常运行管理时需对膜组器进行化学清洗、离线清洗等维护工作，运行管理难度较大，运行费用较高，在膜组器的更换费用上也较高。
     随着我国城镇化进程的加怏，高标准排放的污水厂成为大中城市污水处理的趋势。MBR和MBBR工艺是现在污水处理厂的主要工艺，MBBR除了无法去除SS（漂浮物）外，相对于MBR工艺更盛成本，后期维护操作难度小。因此，高排放标准污水处理厂具体选择哪一种工艺，应当综合比较后才能确定。


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