自煤化工產業在我國發展之日起，尋求高效穩定、成本低廉的煤化工廢水處理工藝就一直是迫切需求。

移動床式生物膜反應器（MBBR）是結合了生物膜法和活性污泥法的新型生物流化床水處理反應單元，近年來受到煤化工企業的重視。它的基本原理是在懸浮填料長出生物膜，利用懸浮填料在反應池中的流動使其與水中污染物充分接觸，從而實現對廢水的生化處理。它克服了固定床反應器需要定期反沖洗、流化床反應器需要使載體流化、淹沒式生物濾池堵需清洗濾料和更換曝氣器等復雜操作，保留了傳統生物膜法抗沖擊負荷、污泥產量少、泥齡長的優點。與活性污泥法相比，該反應器的脫氮效果更好。該反應器還對生物濾池、固定床和流化床進行了有機結合，使其具有基建簡單、操作方便、有機物去除效率高、脫氮除磷能力強等優點，非常適合有機污水和工業廢水的深度處理，在處理煤化工廢水方面極具潛力。

該反應器對煤化工廢水中化學需氧量、總磷、總氮和氨氮的去除效果，以及系統運行穩定性，可通過對新疆某煤化工企業的工藝實驗中得知。

這家煤化工廠的廢水包括6種，分別是氣化廢水、甲醇制烯烴廢水、生活污水、低濃度廢水、事故罐回煉廢水（火炬凝液、酸性火炬凝液）和甲醇廢水。廢水的化學需氧量為1000～1200毫克/升，總氮值為100～200毫克/升，氨氮值為20～120 毫克/升，總磷值為1～15毫克/升。其中，氨氮值與總磷值波動較大。

實驗裝置由缺氧池、好氧池、沉淀池組成。其工藝參數與原有生化池相同（缺氧池停留時間25小時，好氧池停留時間50小時，曝氣采用旋流曝氣），區別在于增加了移動床式生物膜反應器，將原有調節池1立方米/小時的流量引入后進行加強生化反應。實驗裝置連續運行30天，取樣時間為每天上午10點。實驗由兩部分組成，以反應器填裝填料的不同加以區分。一種填料厚度為4毫米，比表面積大于800平方米/立方米，堆積個數為337500個/立方米；另一種填料厚度為10毫米，比表面積大于500平方米/立方米，堆積個數為135000個/立方米。

通過實驗證明，采用厚度為4毫米填料的裝置經過15天馴化和掛膜且系統水量提升至1立方米/小時后，出水水質偏向于穩定。運行1個月內，裝置的出水平均化學需氧量為39毫克/升、平均總氮為8.7毫克/升、平均總磷為0.63毫克/升、氨氮為0.32毫克/升，相對于原有系統，添加填料的系統出水水質更加穩定，平均出水化學需氧量去除率為96.18%，高于原有系統的94.11%，總氮去除率為93.6%，高于原有系統的89.22%，總磷去除率為53.03%，高于原有系統的36.55%，氨氮去除率為98.27%，高于原有系統的91.8%。

采用厚度為10毫米填料同樣經過15天的馴化后填料掛膜成功，系統水量提升至1立方米/小時后，出水水質偏向于穩定。運行1個月內，裝置的出水平均化學需氧量為34.6毫克/升、平均總氮為7.79毫克/升、平均總磷為0.66毫克/升、出水氨氮為0.25毫克/升，出水效果甚至優于前一種填料，水質波動小，平均出水化學需氧量去除率為96.76%，高于原有系統的95%，總氮去除率為94.52%，高于原有系統的88.88%，總磷去除率為57.28%，高于原有系統的48.47%，氨氮去除率為98.8%，高于原有系統的97.98%。

為檢驗實驗裝置的穩定性，這家煤化工企業還對裝置進行了化學需氧量沖擊負荷實驗。當提升進水的化學需氧量負荷至150%時，出水的水質變差，出水平均化學需氧量為49.7毫克/升、平均氨氮為0.69毫克/升、平均總氮為14.8毫克/升、平均總磷為0.75毫克/升，臨近排放標準上限，有超標排放的風險。當化學需氧量負荷進一步提升后，化學需氧量和總氮均超過了排放標準，系統污泥量明顯增加，說明裝置抗化學需氧量沖擊負荷最高可為150%。

實驗顯示，與傳統的處理工藝相比，在裝置中增加移動床式生物膜反應器可使煤化工廢水中化學需氧量、總磷、總氮和氨氮的去除效果更好，更穩定且抗沖擊負荷能力強。兩種填料的投加都可以提高系統處理能力，使出水水質更好。從除磷角度來說，前一種填料效果更優；從脫氮角度來說，后一種填料效果更好。