来源：《基层建设》2016年第34期   作者：陈玲 李海霞 郭玉玉

引言

污水处理厂是城市建设的重要组成部分，其为防止生活污水排入自然水体引起环境污染起关键作用。污水处理厂采用的典型工艺是活性污泥法，而传统的活性污泥法由于脱氮除磷效果较差，已不能满足现有的污水处理需求。强化污水脱氮除磷能力是我国污水处理厂面临的重要课题。在此背景下，研究人员开发出许多改良脱氮除磷工艺，其中A/O工艺因其工艺简单、适用范围广而被广泛应用于污水处理领域。但该工艺在运行过程中仍存在诸多问题，如系统稳定性较差、处理效果有待提高、工艺经济性较差等。A/O和MBR工艺相结合，在污水处理中具有良好的效果，且具有造价低、占地面积小和便于控制等优点，具有良好的发展前景。

1、A/O和MBR工艺概述

1.1 A/O污水处理工艺

    A/O工艺是由缺氧池和好氧池串联而成，作用是去除有机物的同时得到良好的脱氮效果。A/O又称前置反硝化，最显著的工艺特征是将脱氮池设置在除碳过程的前面，先将废水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮还原成氮气，从而达到脱氮的目的。然后进入后续的好氧池，O段后设沉淀池，部分沉淀污泥回流A段，以保证A段有足够的硝酸盐。采用该方法优点是处理效率高，流程简单，投资省，操作费用低，缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率容积负荷高，缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。但由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。

1.2 MBR污水处理工艺

膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR处理工艺，是近年来发展和应用较快的一种新型生化处理工艺。把膜分离技术中的超微滤技术与污水处理中的传统活性污泥法相结合，用膜组件代替活性污泥法中的二沉池，就构成了MBR工艺，也称作膜分离活性污泥法，它是预处理、生化处理和膜过滤的有机组合。MBR以膜分离过程取代重力沉降过程对膜生化反应池内的含泥污水进行过滤，不论固体颗粒的沉降性能如何，均可实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，在低温时亦能维持高处理能力；另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的出水。同时反应器内维持的高污泥浓度，使得处理设备规模很小。此工艺还可通过同时硝化/反硝化作用进行除氮，污泥保留时间相当长，从而有利于反应器中缓慢生长的硝化细菌的保留。

    MBR 处理污水的优势主要表现在以下几个方面：（1）对有机物的高去除效率。膜过滤过程中形成的凝胶层，可以截留比膜孔径小的物质，当生物反应器处理效果不佳时，由于膜的高效截留作用，仍可以获得很好的出水水质。（2）较短的水力停留时间。由于膜过滤及高污泥浓度增强了系统对污染物的去除能力，使得水力停留时间短，当HRT 在 1.5-2h 时对有机物仍然有较高的去除率。（3）对细菌和病毒的去除。膜-生物反应器在运行过程中会在膜表面形成凝胶层，凝胶层的形成使得其不仅对悬浮物（SS）、有机物去除效率高，而且可以去除细菌、病毒等，从而在后续消毒工艺段减少了消毒剂的投加量。

2、A/O +MBR工艺生活污水处理方案

     A/O+ 膜生物反应器（MBR）作为处理系统的主体工艺，它结合了膜分离和生化技术，并强化了生化处理效果。MBR 因反应器内污泥浓度高、生物种群完备而具备膜分离不受活性污泥恶化、解体影响等特点。工艺对 COD、氨氮、总氮去除效果均佳，具有耐冲击负荷强、出水水质稳定等优点。虽然膜法不可避免存在一次性投资高、频繁反洗等缺点，但考虑到源水水质较好，可适当降低清洗频率，膜寿命也可视使用情况而适当延长。

3、A/O +MBR工艺在生活污水处理中的应用

3.1预处理

      MBR 膜工艺中，预处理是非常重要的一个环节，有效的预处理可以延长膜组件的寿命及提高工艺的性能。仅采用传统的预处理工艺，容易造成膜组件被纤维和毛发物质所缠绕、堵塞。为了解决这种问题，污水处理厂可以安装0.5mm的细筛。已运行的原污水处理站存在着MBR膜经常会发生堵塞，出水效果降低，究其原因可能是预处理环节没有起到应有的作用。为防止颗粒物或毛发堆积在MBR 膜片上，造成膜阻塞甚至损坏，污水处理站可以考虑设置以下措施，确保膜组件运行安全：污水首先经过细格栅，格栅间隙3mm；在调节池提升泵出水管上设置毛发聚集器，截留污水中的毛发等丝状物质，聚集器内设有20-40目的不锈钢丝格网；在污水进入MBR 生物反应池前设置提篮式超细格栅，格栅间隙1mm，进一步截留污水中的颗粒物。

3.2调节池

一般来说，污水处理厂的流量会随着季节、进水的组成及处理规模的大小等而有所变化，这种流量的变化对MBR 膜的运行有较大的影响。为防止流量的变化对MBR 膜的运行产生较大影响，在设计过程中同样保留设置调节池。调节池的作用是均化水质、调节水量，并在调节池底设预曝气。

3.3缺氧池

缺氧池为脱氮处理而设置，与硝化回流液混合，硝化液回流比为300%。反硝化菌在厌氧、好氧交替的环境中进行反硝化反应。为取得较高的脱氮率，硝化反应需时较长，而反硝化反应所 需时间较短。由于回流污泥浓度较高，为防止池底污泥淤积，在每格缺氧池内设置潜水搅拌机。

3.4 MBR膜池

原污水处理站在运行的过程中，出水中的氮超标，无法达标排放。经过计算MBR 池中水力停留时间约为7.0h，由于水力停留时间偏小，MBR池中的溶解氧不足，对其中硝化反应产生了不利影响。为了保证污水处理中的硝化作用反应充分，在新建污水处理站的MBR 池中前端增加了好氧段并曝气，保证MBR 池中的硝化反应效果。为了防止MBR膜在运行过 程中会出现污染，根据前述膜污染的影响因素，可以采取以下措施优化操作条件：低值恒膜通量过滤；间歇出水；采取合理的曝气条件；选择合适的MBR膜。对于已经污染的MBR膜，设置了在线化学药剂清洗和离线清洗装置。

3.5化学除磷

除磷是MBR 膜工艺中的难点，原有污水处理站中水在排放的过程中出现磷超标。采 用A/O和MBR 相结合的处理方式可以得到很好的脱氮效果，但仅靠生物除磷的方式，无法达标排放。而且脱氮和除磷是相互影响，MBR膜工艺中污泥龄较长，不利于生物除磷。为了保证出水水质，设置了化学加药除磷装置，药剂采用硫酸铝，投加点位于MBR池前端进水处。

结论

污水处理站采用 A/O生化处理和MBR膜生物处理相结合的处理工艺具有良好的效果。MBR膜处理法具有工艺流程短、占地面积相对较小等特点，但也存在膜容易污染、易受水量、水质波动影响，对自动化控制依赖性强等缺点。在污水处理站的设计过程中，有效的预处理可以延长膜组件的寿命及提高工艺的性能。为确保MBR 处理工艺的运行安全，设置了细格栅、毛发聚集器、MBR池提篮式超细格栅等措施。