导读
《战疫·IP》前一期介绍了医疗污水处理技术，医院污水处理中二级处理工艺的生物处理方法主要采用的是MBBR（移动床生物膜反应器）工艺，今天小审将继续为您详解MBBR技术的“前世今生”，从专利的角度看看MBBR技术究竟是如何发展的。
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MBBR技术简介
医院作为-nCoV新型医院，建设周期短，投入使用后运转节奏快、强度大，会产生大量的包括各种病*的医疗废水，废水中还包括药物、消*剂、诊断用剂、洗涤剂、病原性微生物、寄生虫卵等[1]。医院的医疗废水排放的管理，对截断传染病的传播途径起着至关重要的作用[2]。污水处理流程的设计和建造过程中，不仅需要考虑污水处理系统的负荷能力与稳定性，还需考虑系统的操作程序及自动化程度，以免在处理过程中造成工作人员的感染。医院的废水处理过程中生化处理步骤选择了水处理领域中备受青睐的移动床生物膜反应器（MovingBedBiofilmReactor，MBBR）。那么MBBR究竟是如何处理废水呢？
图1医院MBBR设计图
MBBR是一种广泛应用的水处理新技术。其反应器中装有一定比例的悬浮填料，由于填料密度接近于水[3]，当向污水中曝气时，池中的活性污泥逐渐在填料载体上形成一层生物膜，随着气流的运动，填料与水呈完全混合状态并在水流的冲击和剪切作用下移动，因此这些填料可成为移动床[4]。气体穿过水和填料中的空隙时，被分割成若干小气泡，此时填料载体上的生物膜与氧气的接触面积和氧利用率增加，其内部生长厌氧菌和/或兼氧菌，外部为好氧菌，每个填料载体都可视为一个硝化反应和反硝化反应同时进行的微型生物反应器[5]，在这些微生物的作用下，MBBR相对于没有添加填料载体的反应器来说，污水处理效率可得到了大大提高[6]。具体的工艺原理如图2、3所示。
图2MBBR基本构造
图3MBBR基本构造动图
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MBBR技术优劣势分析
在医院公布污水处理流程设计图后，网络和学术圈对MBBR工艺的优缺点进行了大量讨论分析，经过整理现有文献[3,7-12]，可以大致确定MBBR技术的优点在于：
（1）处理负荷高，可在较高的有机负荷下稳定运行；
（2）运行过程不需反冲洗设备，且操作简便，能耗低，运行成本低；
（3）填料可在低曝气强度下流化，且填料不需支架，可以直接投加，易于维护管理；
（4）剩余污泥产量较低，便于后期处理；
（5）应用灵活，可在好氧、厌氧和任意组合的各种条件下运行；既可单独使用，也可多级串联使用（医院采用了多级MBBR反应器串联使用的方式）。
而MBBR技术也存在以下缺点：
（1）MBBR对固体悬浮物（SS）没有去除效果，所以需要后端联用过滤或沉淀等工艺；
（2）反应器中的填料依靠曝气和水流的提升作用处于流化状态，在实际工程中，容易出现局部填料堆积的现象；
（3）反应器出水往往设置栅板或格网以避免填料流失，但容易造成出水口堵塞。
针对上述优缺点，国内外学者也对其进行了相应研究，从20世纪70年代开始欧洲便有了早期MBBR工艺雏形，但MBBR的专利申请到20世纪末期才起步。经过二十多年的发展，其专利技术也经历了不同的阶段，现对其进行简单地分析。
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MBBR专利申请趋势
对全球MBBR专利申请数量进行统计分析，用来反映各年度的专利分布，如图4所示，MBBR专利申请分为三个阶段。
（1）技术萌芽期
从20世纪70年代起，欧洲的一些公司、大学等开始研究将流化床与活性污泥法相结合的新技术，年日本在流化床上添加载体使其表面生长生物膜，随后的十多年均停留在流化床与生物处理法相结合这一技术的探索阶段。因此年至年为技术萌芽期。
（2）低速发展期
年英国的ANGLIANWATERSERVICESLTD公司首次提出MBBR这一概念，各国也接连启动了MBBR的专利申请，年至年全球专利申请量出现小幅度增长。
（3）快速发展期
年，随着中国专利申请大幅增加，专利申请量格局发生变化，随后从年至今，MBBR的全球专利数量保持快速增长的态势，并于年达到峰值，专利申请技术达到爆发期。另外，由于专利从申请到公开有18个月的滞后期，年至年以后的专利申请还未完全公布，所以年申请量可能比目前所看到的数据更多，年亦然。
图4全球申请趋势
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中国MBBR技术特点
从图5可以看出，MBBR的中国专利申请人中青岛普润水处理股份有限公司以56个专利族位居全国第一，济宁市孚源环保科技有限公司和南京大学分别位于第二和第三。申请量前十的申请人中，企业占比多于高校，且其专利申请量也明显高于高校，原因可能在于MBBR实质仍属于活性污泥法，其中菌种培养、挂膜、稳定耗时较长，且需要对水质进行长时间测量，造成取得成果需要的周期久、战线长，需要一定的经济成本，且MBBR对各类废水的处理具有普适性和实用性，在实际应用中更有发展前景，因此相较于科研院所，企业对MBBR更为重视，投入也更多。
图5中国MBBR技术主要申请人
图6MBBR中国申请人类型分析
从图6可以看出，MBBR中国申请人以企业为主，这与图5的数据吻合。MBBR属于污水处理领域应用十分广泛的反应器，为了对其进行改良，企业相对于大专院校投入了更多