膜生物反应技术4S-MBR工艺及其应用

        目前，我国城镇污水处理多以氧化沟、A/O、A2/O、CASS等工艺为主，但这些工艺普遍存在处理效率低、占地面积大、有机剩余污泥产量大、污水处理难以实现同步回用等问题。

        近年来，随着水资源短缺及污泥处置问题的突出，污水资源化及污泥减量化要求日益迫切，以膜生物反应器为代表的新工艺开始得到应用。

        膜生物反应器（Membrane Bioreactor，简称MBR）是一种将膜分离技术与生物处理单元相结合的新型污水处理技术。具有处理效率高、运行稳定、出水可满足回用要求等诸多优点，受到广泛关注。

        1 膜生物反应技术（4S-MBR）简介

        4S-MBR是金达莱公司自主研发的一种以膜生物反应器为基础，反应器内活性污泥浓度大，运行能耗低，可实现基本不排放有机剩余污泥的污水处理新工艺，其特点“4S”主要体现在污水污泥同步（Sewage and Sludge Treating Synchronization）、处理回用同步（Treating and Recycling Synchronization）、脱氮除磷同步（Denitrifying and Dephosphorizing Synchronization）、节能高效同步（Saving and Efficiency Synchronization）方面。

        1.1 4S-MBR工艺流程（见图1）

        污水经提升泵提升后进入兼氧/好氧区（主要目的是控制前端硝化反应，优化后段氨氮及硝酸盐比例），随后污水进入膜生物反应区，由于膜的截留作用，反应区内形成高浓度的活性污泥，主要污染物（有机负荷及氨氮）在此区得到强化降解，出水可达到城市生活回用水标准要求。

        1.2 适用规模

        根据实际情况，4S－MBR技术既可用于制造日处理几十吨水量的一体化污水处理装置，也可用于建造日处理上万吨水量的污水集中处理工程，其适用处理水量从1t/d到10万t/d不等，既能集中处理也可分散处理，适应性较强。

        4S-MBR一体化污水处理装置见图2，4S-MBR污水集中处理工程见图3。

        1.3 4S-MBR技术主要特点

        （1）处理效果好，出水可达到回用水平

        由于膜的高效截留作用，反应器内活性污泥浓度大，污染物去除效率高，出水达到并优于《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）标准，可实现污水就近回用。

        （2）污泥产生量小

        该工艺通过强化有机污泥在系统中的自身消化，实现了有机污泥在系统中的大幅度减量。同时系统通过不排泥方式运行，污泥自身消化速率达到动态平衡，反应器内维持了与进水水质相匹配的高浓度活性污泥，基本不排放有机剩余污泥。

        （3）能同步脱氮除磷

        该工艺通过提高气化除磷微生物在生化系统中的比例，强化了“气化除磷”效果，突破了传统排泥除磷的技术观念。系统通过优化反应器结构，强化了系统的脱氮除磷效果，实现了单一膜生物反应器连续式高效脱氮除磷，达到国内外高效脱氮除磷生化处理工艺水平。

        （4）运行能耗较低

        该工艺通过改变传统单一好氧膜生物反应器工艺以好氧微生物为主的菌相结构及提高氧利用率，减少了系统生化需氧量及曝气冲刷无效能耗，使该技术在各项技术指标优于常规生化工艺的情况下，综合运行成本与常规生化工艺相当。

        （5）可实现无人值守

        系统通过采用PLC自动控制及GPRS远程监控，基本可实现无人值守运行，大大降低了废水处理站操作人员的配备数量和劳动强度。

        （6）运行成本低

        4S-MBR工艺占地面积较常规工艺大幅减少，布局灵活，系统通过降低运行能耗，吨水运行电耗仅0.36kW·h/m3，吨水处理成本仅0.3～0.5元。