膜生物反應(yīng)器MBR主要是以高效膜分離技術(shù)代替了傳統(tǒng)生物處理中的二沉池，將其膜分離技術(shù)和污水生物處理的技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，本文主要結(jié)合作者專業(yè)知識，簡要的分析MBR技術(shù)在市政污水處理廠脫氮除磷效果，以供借鑒。
1 MBR的性質(zhì)
MBR主要是將膜分離的技術(shù)和生物反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)合。由于膜高效固液分離的作用及強(qiáng)化生物處理的作用，所以它有其他生物處理技術(shù)難以比擬的優(yōu)勢。下面將對其進(jìn)行闡述。
第一，可以高效的進(jìn)行固液的分離，分離的效果就遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，出水水質(zhì)的良好，出水懸浮物、濁度也就接近0，能夠直接的回用，實(shí)現(xiàn)污水的資源化。
第二，膜高效截留的作用，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的水力停留時(shí)間（HRT）與污泥齡（SRT）完全的分離，使得運(yùn)行的穩(wěn)定性更好。
第三，反應(yīng)器中微生物的濃度較高，耐沖擊的負(fù)荷較強(qiáng)。
第四，污泥齡可以隨意的控制，膜分離就使得污水大分子難以降解成分，在體積中有限生物反應(yīng)器有著足夠地停留的時(shí)間，有效的提升難降解有機(jī)物降解的效果。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥的負(fù)荷、長泥齡條件運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了基本無剩余的污泥排放。
第五，結(jié)構(gòu)的緊湊，占地面積相對較小，工藝設(shè)備的集中，能夠進(jìn)行一體化的自動化控制。
2 MBR生物脫氮處理的效果
2.1 效果的分析
按照硝化與反硝化是否在同一個(gè)反應(yīng)器中發(fā)生，能夠把MBR脫氮工藝分為了單一反應(yīng)器間歇曝氣MBR脫氮工藝、厭氧一好氧MBR脫氮工藝。
單一反應(yīng)器的間歇曝氣MBR脫氮工藝主要是采用了序批式反應(yīng)器（SBR）的運(yùn)行方式，經(jīng)過限制曝氣與半曝氣的運(yùn)行方式，在時(shí)間序列上實(shí)現(xiàn)了缺氧和好氧組合，而厭氧與好氧MBR脫氮技術(shù)就與傳統(tǒng)厭氧-好氧脫氮的技術(shù)十分類似，前置反硝化缺氧運(yùn)行下，含碳有機(jī)物去除、含氮有機(jī)物氧化、氨氮硝化在好氧的條件下運(yùn)行。
SBR運(yùn)行的方式MBR脫氮穩(wěn)定性比傳統(tǒng)的MBR脫氮效果更好。在好氧的條件下，氨氮在經(jīng)過了硝化作用后，轉(zhuǎn)變硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮，廢水中的總氮含量不會出現(xiàn)任何的變化，為有效的提升總氮去除效率，在MBR前增加設(shè)置了缺氧區(qū)、回流裝置形成了厭氧--好氧的運(yùn)行方式，總氮去除效率最高就達(dá)到了96%，在未增設(shè)的缺氧區(qū)與回流的裝置下，總氮去除效率僅僅是60%，厭氧--好氧MBR中的厭氧反應(yīng)器與好氧反應(yīng)器對其氨氮去除效率分別是31%—43%和47%—64%，好氧反應(yīng)器運(yùn)行的狀況對氨氮去除的效果影響是最大的，因?yàn)閰捬?-好氧MBR之前就增設(shè)了缺氧池，為系統(tǒng)的反硝化創(chuàng)造出良好地條件，所以厭氧—好氧MBR脫氮工藝的脫氮效果就好一點(diǎn)，但是厭氧與好氧MBR脫氮工藝的流程相對較長，不能關(guān)切需要增加回流設(shè)備與能耗。
SBR形式的MBR脫氮工藝間歇曝氣可以有效的促使細(xì)菌胞外的聚合物降解，緩解了膜組件生物的污染，延長了膜組件使用的壽命，但是和處理能力相同的厭氧--好氧MBR脫氮技術(shù)相比，膜的面積就增加了不少。
諸多的研究人員，對MBR脫氧的工藝進(jìn)行新的探索，在好氧MBR中加入了填料的載體，能夠?yàn)橄趸c反硝化創(chuàng)造更好地條件，其工藝氨氮與總氮平均的去除率分別是100%、93.06%，填料的內(nèi)部出現(xiàn)反硝化的桿菌，熒光假單胞菌等把硝酸鹽還原成亞硝酸嚴(yán)、氮?dú)?，促進(jìn)氨氮分解，是膜反應(yīng)器填充料能夠有效的提升脫氮效率。
基于MBR里的污泥絮體比較松散地特點(diǎn)，加入了粉末活性炭（PAC）能夠有效的促進(jìn)污泥絮體顆粒的增大，使得絮體的內(nèi)部形成了缺氧區(qū)，避免反硝化發(fā)生、減緩膜污染，其去除的氨氮與亞硝酸鹽去除的效率分別是95.50%、99.15%。
對硝化菌、氧化有機(jī)物異氧菌有著較強(qiáng)抑制的作用。就保證亞硝化菌在活性污泥中主導(dǎo)的地位，實(shí)現(xiàn)亞硝化菌反硝化的功能，提升硝化過程脫氮效果而言，其過程節(jié)約DO約50%，節(jié)省碳源約80%。
2.2 得出的結(jié)論
第一，間歇式MBR在進(jìn)水不曝氣的過程中，反硝化所產(chǎn)生的堿能夠有效補(bǔ)充硝化作用就堿消耗，使得其對氨、氮的去除的能力比傳統(tǒng)的MBR更佳。
第二，間歇式的MBR提供出充分的缺氧環(huán)境，使得對總氮、總磷去除的效果也比傳統(tǒng)的MBR好。
第三，在進(jìn)水氮負(fù)荷、碳、氮的波動較大的時(shí)候，間歇式的MBR能夠靈活的改變曝氣的強(qiáng)度循環(huán)的周期，進(jìn)出水比等的操作條件能夠獲取穩(wěn)定可靠地脫氮性。
第四，間歇式運(yùn)行強(qiáng)化了MBR脫氮除磷的性能。
3 MBR除磷處理效果分析
MBR除磷工藝與脫氮工藝基本相同，一般采用厭氧—好氧和SBR工藝，而且多數(shù)是和脫氮聯(lián)用。有關(guān)專家采用厭氧—好氧MBR工藝處理模擬生活污水，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該工藝氮、磷去除率分別為96%和70%。據(jù)有關(guān)專家研究SBR--MBR工藝強(qiáng)化除磷效果，總磷（TP）去除率達(dá)96.4%，其中進(jìn)水COD/TP是該工藝強(qiáng)化除磷的關(guān)鍵，在進(jìn)水COD/TP較高時(shí)，無需排泥就能達(dá)到強(qiáng)化除磷的目的。
傳統(tǒng)的生物脫氮除磷理論認(rèn)為，生物脫氮需經(jīng)過硝化菌的好氧硝化、反硝化菌的厭氧反硝化來協(xié)同完成，而生物除磷過程是除磷菌的厭氧釋磷、好氧超量吸磷、最終排放富磷污泥的過程。通常認(rèn)為，硝化氮的反硝化和磷釋放都需要碳源，厭氧反硝化會消耗一部分碳源，影響聚磷菌（PAO）的磷釋放，降低磷去除率。
但最近的研究發(fā)現(xiàn)，污泥中有反硝化聚磷菌（DPB）存在時(shí)，在厭氧條件下它可分解菌體內(nèi)的多聚磷酸鹽（Poly—P），吸收基質(zhì)中的低分子有機(jī)酸并以PHB的形式貯存于菌體中；在缺氧環(huán)境下，DPB利用硝酸鹽作電子受體氧化菌體內(nèi)的PHB，產(chǎn)生的能量部分用于新菌體的合成，其余部分用來吸收基質(zhì)中的磷酸鹽并以聚磷（Poly—P）的形式貯存于菌體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)超量吸磷。
同時(shí)，一氧化氮被還原為氮?dú)?，在厭氧、缺氧交替運(yùn)行條件下實(shí)現(xiàn)DPB的反硝化除磷效果。DPB可最大程度地減少碳源的需求，為解決生物脫氮除磷工藝的碳源競爭問題提供了新的方法。
研究發(fā)現(xiàn)，通過創(chuàng)造厭氧、缺氧交替的環(huán)境可篩選DPB。有機(jī)碳源可影響反硝化除磷效果，進(jìn)水有機(jī)碳濃度較低時(shí)，反硝化除磷系統(tǒng)可利用反硝化除磷菌一碳兩用的功能長期穩(wěn)定運(yùn)行，磷去除率為99.2%；缺氧區(qū)的碳源濃度越高，對缺氧吸磷的抑制作用就越大。與傳統(tǒng)的專性好氧聚磷菌除磷相比，DPB可分別節(jié)省約50%的COD和30%的氧消耗量，相應(yīng)減少50%的剩余污泥量。
通過控制缺氧段硝酸鹽濃度對DPB進(jìn)行誘導(dǎo)，誘導(dǎo)前DPB占總聚磷菌的27.6l%，誘導(dǎo)后則高達(dá)78.6l%。在序批式膜生物反應(yīng)器工藝中經(jīng)過厭氧—好氧和厭氧一缺氧—好氧兩個(gè)階段的富集，DPB占傘部聚磷菌的比例從19.4%升至69.6%；每周期缺氧段投加120 mg No-N時(shí)，SBMBR系統(tǒng)運(yùn)行最為穩(wěn)定，缺氧段氮和磷去除率分別為100%和84%，系統(tǒng)的磷去除率為96.1%。
結(jié)束語
總而言之，滿足硝化和吸磷對氧需求的條件下，采用較低的DO濃度可減少混合液從好氧室到缺氧室攜帶的DO量，又可促成好氧區(qū)同步硝化反硝化作用的發(fā)生，從而減少回流系統(tǒng)攜帶的硝態(tài)氮量，降低厭氧區(qū)反硝化菌與聚磷菌對碳源的競爭，最終使得系統(tǒng)對TN和TP的去除效果優(yōu)于其他DO濃度下的。
同時(shí)，采用較低的DO濃度還可以節(jié)能降耗。在經(jīng)過對比研究可發(fā)現(xiàn).應(yīng)用A20—MBR工藝處理常規(guī)市政污水.進(jìn)行多級分流可以取得很好的處理效果，各項(xiàng)出水指標(biāo)均超過國家一級A標(biāo)準(zhǔn)。A20—MBR工藝可以在低溶解氧（0.5 mg/L）的條件下運(yùn)行.且處理市政綜合廢水效果很好。
