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BBR、A2O、MBR工藝（yì）比選
來源：人妻系列电影環保 發布時間：2021-02-07
汙水處理工（gōng）藝的選擇（zé）是根據（jù）汙水進水水質、出水標準、汙水處理廠規模、排放水體的環（huán）境容量，以及當前的經濟（jì）條件、管理水平、自然條件、環境（jìng）特點等因素綜合分析研究後（hòu）確定的。各種工藝有其各自（zì）的特點及適用條（tiáo）件，應結合當地的實際情況、項目的具體特點而定。
汙水處（chù）理廠（chǎng）工藝選擇原則如下：
1）工藝性能先進性（xìng）：工藝先進而且成（chéng）熟，流程簡單，對水（shuǐ）質適（shì）應性強，出（chū）水（shuǐ）達標率高，汙泥生成量少且易於處（chù）理、處（chù）置；
2）高（gāo）效節能經濟性：耗電量小，運行費用低，投資省（shěng），占地少；
3）運行管理適用性：運行管理方便，設備可靠，易於維護；
4）文明（míng）生產安（ān）全性：重視環境，控（kòng）製噪聲，防治臭氣，創造文明生產（chǎn）條件。
根據水質分析的結果，本工程進水水（shuǐ）質濃度偏高，BOD5/CODcr=0.2、BOD5/TN=2.1、BOD5/TP=20，需要（yào）使用強化脫氮除磷工藝。
根據對各項汙染物去除率的要求，表明汙水處理廠需釆用強化生物（wù）處理工藝，但生物處理工藝（yì）在滿（mǎn）足常規去除CODcr和BOD5以（yǐ）及SS的同時，必須具備除磷（lín）脫氮的功能。通過對國內外（wài）釆用脫氮除磷工（gōng）藝的汙水廠設計參數和運行經驗，釆用（yòng）適宜的除磷脫氮汙水生物處理工藝（yì），對表中汙染物的去除是能夠得到保證（zhèng）的。
本工（gōng）程（chéng）進水的TP濃度較高，根據國內外汙水處理廠的運（yùn）行經（jīng）驗，高濃度的TP完全依賴於生物除磷（lín）是（shì）有（yǒu）風險的。為保證汙水（shuǐ）穩（wěn）定的達標排放，本工程增設化（huà）學輔助除磷（lín）設施，與生物除磷相結合以強化除磷效果（guǒ），達到汙水（shuǐ）排放標準。
本工程進水（shuǐ）中的SS濃度較高（以無機顆粒為主），如果不進行預處理（lǐ），其對後續的生化處理係統影響非常大，所以應采取適當的預處理措施以降低進水中的懸浮物濃度。
根（gēn）據以上分析，本工程汙水（shuǐ）處理工藝必須考慮加強除磷脫氮的工藝。根據水質條件分析，本項目汙水較適（shì）合使用（yòng）生物脫氮除磷工藝。目前國內應（yīng）用的二級汙水處理工藝主要包括A2/O、MBR與BBR等，本報（bào）告（gào）將（jiāng）對這幾種處理工（gōng）藝（yì）進行介紹，並進一步比選出本工程的推薦工（gōng）藝。
A2/O工藝（yì）概述
A2/O是根據微生物的特性而研究的*典型也*原始的除磷（lín）脫氮工藝。A2/O即A-A-O，厭氧-缺氧-好氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡稱A-A-O或A2/O）。A2/O工藝由厭氧（yǎng）池（chí）、缺氧池（chí）、好氧（yǎng）池串聯而成。
它（tā）的基本流程是在厭氧-好氧除磷的工藝中加入缺氧池（chí），將好氧池流（liú）出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達（dá）到反（fǎn）硝化的目的，在*段的厭氧池主要進行磷的釋放，使汙水的磷的濃度升高，溶解性的有機物被細（xì）菌吸收使（shǐ）汙水中的BOD5濃度下降，另外部分NH3-N因細胞的合（hé）成（chéng）得以去除，汙水中的NH3-N濃度（dù）下降。在缺氧池中，反硝化菌利用（yòng）汙水的有機物做碳源，將回流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣，因BOD5濃度繼續下降，NO3-N濃度（dù）大幅度下（xià）降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機物被微生物生氧化而繼續下降，有機N被氨化繼而被（bèi）硝（xiāo）化，使NH3-N濃度顯（xiǎn）著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而（ér）P隨著聚（jù）磷菌的過量攝取。也以（yǐ）較快的速度下（xià）降。經過多年的實踐檢驗，A2/O工藝在除磷脫氮方麵無可替（tì）代，尤其在大（dà）型（xíng）汙水處理廠（chǎng）的（de）應用，表現出其（qí）強（qiáng）大的除磷脫氮功能。
MBR工藝概述
傳統的活性汙泥工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應用於各種汙水處理中。由（yóu）於采用重力式沉澱方式作為固液分離手（shǒu）段（duàn），因此帶來了（le）很多方麵的問題，如固液分離效率不高、處理裝（zhuāng）置容積負荷低、占地麵積大、出水水質不穩定、傳氧（yǎng）效率低、能耗高以及剩餘汙泥產量大等等。傳統（tǒng）生物（wù）處理工藝處理後的水難（nán）以滿（mǎn）足越來越嚴（yán）格的汙水排放標準，同（tóng）時（shí），經濟的發展所（suǒ）帶來的水資源的日益短（duǎn）缺也（yě）迫切要求開發合適（shì）的汙水資源化技術，以緩解水資源（yuán）的供需矛盾。在上述背景（jǐng）下，一種新（xīn）型的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分離技術（shù）和產品（pǐn）的不斷開發，MBR也更具有（yǒu）實用價值，近年來許多*都投（tóu）入了大量資（zī）金用於開發此項技術。
1、MBR概述
MBR是指將超、微濾膜分（fèn）離技術與汙水處（chù）理中（zhōng）的生物反應器相（xiàng）結合而成的一（yī）種新的汙水處理裝置。這種反應器綜合了（le）膜處理技術和生物處理技術帶來的優點。超、微濾膜組件作為泥水分離單元，可以（yǐ）完全取（qǔ）代二次沉澱池。超、微濾膜截留活性汙泥混合液中（zhōng）微生物絮體和較大分子（zǐ）有（yǒu）機物，使之停留（liú）在反應器內，使反應（yīng）器內獲得高生物濃度，並延長（zhǎng）有機固體停留時間，極大地提高了微生物對有機物的氧化率。同時，經（jīng）超、微濾膜處理（lǐ）後，出水質量高，可（kě）以直接用於（yú）非飲用水回用。係統幾乎不排剩餘汙泥，且具有較高的抗衝擊能力。特別1989年Yamamoto將中空纖（xiān）維膜應用於活性汙泥處理中，使工藝運行成本大大降低，實際應用前景廣闊。因此，MBR是當（dāng）今倍受國內外專（zhuān）家學（xué）者重視的一項高新水處理技術。
2、MBR種類
從整體構造上（shàng）來看，MBR是由膜組件和生物反應器兩部分組成。根據這兩部分操作單元的組合方式，膜生物反應器可（kě）分為分置式和（hé）一體式（浸沒式）兩種（zhǒng）。分置式MBR是（shì）指膜組件與生物（wù）反（fǎn）應器分開設置，浸沒（méi）式（shì）MBR是指膜組件安置在生物（wù）反應器內部。
3、MBR工藝優缺點
MBR工藝（yì）的（de）主要（yào）特點如下：
（1）出水水質（zhì）好
由於采用膜分離（lí）技術（shù），不必設立、過（guò）濾等其它固液分離設備。高效的固液分離將汙水中（zhōng）有（yǒu）懸浮物質、膠體物質、生物單元（yuán）流失的微生物菌群與已淨化的水分開，不需經三級處理即直接可回用，具有較高的水質（zhì）安全性。
（2）占地麵積小
膜（mó）生物反應器生（shēng）物處理單元內微（wēi）生（shēng）物（wù）維持高濃（nóng）度，使容（róng）積（jī）負荷大大提高（gāo），膜分（fèn）離的高效性使處理單元水力停留時間大大縮短（duǎn），占地麵（miàn）積減少。同（tóng）時膜生（shēng）物反應器由於采用了膜組件，不需要（yào）沉澱池和專門的過濾車間，係統占地僅為傳統方法的60%。
（3）節約能源
由（yóu）於MBR高效的氧利用（yòng）效率，和獨特的間歇性運行方式，大大減少了（le）曝氣設備的運行時間和用電量，節省電耗。
與此同時，MBR工藝的主（zhǔ）要缺點如下：
（1）對NH3-N去除率不理想
由於MBR工藝（yì）的實質仍為AO工藝（yì），因此其生物處理能力（lì）也與AO工藝接近，從（cóng）目前的進水水質來看，本工程的C/N比較低，因此AO工藝並不能將NH3-N去除至目標水質（zhì），而後（hòu）續的納濾（lǜ）對（duì）BOD、SS及TP的（de）截留效果較好（hǎo），對NH3-N的去除率（lǜ）並不理想。
（2）水通量較低
由於膜的截留（liú）能力較強，導致（zhì）單位膜麵積的（de）水通量較低，因此MBR工藝較多應用於水量（liàng）較（jiào）小的項目中，對於大規模汙水項目，其膜組配備量（liàng）較（jiào）大，因此投資較高。
（3）維護費用（yòng）較（jiào）高
由於膜組件是耗材，一套膜組件（jiàn）的壽命約為（wéi）2-3年，而更換一套其費用相對較高，導致MBR的維（wéi）護費用較其他工藝更高。並且由於國內汙水內所含雜質較多，膜很容（róng）易（yì）被各種尖銳物質（如沙粒（lì）、竹（zhú）片等）所劃（huá）傷，其更換（huàn）頻率較國外更高（gāo），導致運行成本進一步增加。
BBR工藝概述
BBR生化工藝在（zài）城市生活（huó）汙水的應用中主要有以下三個特點：
◆BBR工藝的核心是（shì）使用Bacillus菌（芽（yá）孢杆菌屬）作為係統的優勢（shì）菌屬。
◆為了（le）滿足Bacillus菌的生長環境條件，BBR工藝采用生物膜法（BBR裝置）和活性汙泥法（BBR生化池）相結合的（de）組合生化處理（lǐ）工藝。
◆BBR生化工藝出水可以（yǐ）滿足《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準（zhǔn）》（GB18918-2002）一級A標（biāo）準。
1）BBR工藝流程
BBR工藝流程如下圖（tú）所示：
*先經過預處理的汙水進入BBR裝置（生物膜法裝置），在BBR裝置中，通過附著在BBR裝置載體表麵上的Bacillus菌吸附和分解進水中的有（yǒu）機物、氨氮和磷酸鹽（yán）。BBR裝置對有機物的去除率一般可以達到40-75%。
BBR裝置自流入BBR生化池，在BBR生化池內，通過對溶解氧等條件的控製，保證Bacillus菌（jun1）處於優勢地（dì）位，*大可能發揮（huī）其高效去除有機物（wù）、磷和氮的能力。
BBR生化池的出水自流入二沉池，在二（èr）沉池內（nèi）泥水進行分離。上清液達標排放。
根據Bacillus菌生長的需要和（hé）工藝特點，需要沉澱（diàn）池汙泥回流（汙泥回流）和BBR生（shēng）化池出水進行回流（內回流），汙泥回流和內（nèi）回（huí）流均（jun1）至BBR設備前（qián）。
為了保（bǎo）持Bacillus菌的高活性，需要在BBR設備之前投加促（cù）進微生物生長和繁殖的營（yíng）養劑（jì）。
2）BBR工藝特點
BBR工藝的主要（yào）特點如下（xià）：
◆BBR生化工藝采用了生物膜法（BBR生物轉盤裝（zhuāng）置）和（hé）活性汙泥法（BBR生化池（chí））的組合工藝，以保持Bacillus菌（jun1）去除各種汙染物的高性（xìng）能。
◆BBR生化工藝在處理城市汙水時，采用汙泥回（huí）流保持Bacillus菌的數（shù）量滿足去除有機物的要求；通過內回流保持Bacillus菌的高活性和對各種汙（wū）染物的高去除率。
◆為保持Bacillus菌處於優勢地位和對氮、磷較高的高去除效率，BBR生化（huà）工藝對溶解氧控製到較低的水平（DO不高於1mg/L），與傳統生化工藝（yì）（一般溶解氧控製在2-4mg/L）相比，BBR生化池所需空（kōng）氣量少很多，這樣可以（yǐ）很好（hǎo）地降低能耗；加上（shàng）BBR裝置采用自（zì）然通風，這樣BBR生化處理工藝相比傳統生化處理工藝的能耗（hào）約低30-50%（隻對生化部分比較）。
◆BBR生化工（gōng）藝采用Bacillus菌作為係統（tǒng）的優勢菌屬，由於其（qí）對有機物、氮和磷的獨特去除機理和較高的去除率，通過合理的設計，其出水可以滿足《城鎮汙水處理廠汙染（rǎn）物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。
◆由於Bacillus菌本身具（jù）有除臭（chòu）能力，其（qí）生（shēng）化工藝（yì）段、汙泥處理段可以不需要進行額外的除臭（chòu）處理，這樣可以減少汙（wū）水處理廠對除臭係統的（de）投資和運行費用。◆由於（yú）Bacillus菌本身具有自我消毒能力，係統產生的（de）汙泥中大腸杆（gǎn）菌屬等指（zhǐ）標可以比（bǐ）較容易的達到汙泥消毒的要求，對汙泥後續的*終處置（資源化）創造了較好的條件。
◆BBR生化係統整體建（jiàn）設用地少於傳統工（gōng）藝。
3）BBR生化工藝核心技術——Bacillus菌的使用
① Bacillus菌介（jiè）紹
芽孢杆菌（Bacillus），細菌的一（yī）科，能形成芽孢（內生孢（bāo）子）的杆菌（jun1）或球菌（jun1）。包括芽孢杆菌（jun1）屬、芽孢乳（rǔ）杆菌屬、梭菌屬、脫（tuō）硫腸狀菌屬和芽孢（bāo）八疊球（qiú）菌屬等。它們對外界（jiè）有害因（yīn）子抵抗力強，分布廣，存在於土壤、水、空氣以及動（dòng）物腸道等處。
本工藝中利用的芽孢杆菌，主要（yào）包括地衣芽孢杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆菌、多粘（zhān）芽孢杆菌、浸麻（má）芽孢杆菌等。
② Bacillus菌去（qù）除汙染物機（jī）理
A. 有機物的去除
Bacillus菌中對蛋白質、澱（diàn）粉和（hé）脂肪有較高的分（fèn）解能力（lì），去除機理如下：
A. 脫氮機理
同（tóng）傳統的（de）硝化、反硝化脫氮原理不同，Bacillus菌直接吸取胺（有機氮）、氨氮（dàn）以及銨鹽，為微生物所利用，從而進（jìn）行脫氮，氮元素部分以有機氮的（de）形式進入汙泥中，並通過剩（shèng）餘汙泥（ní）的排放從係統中去除，部分轉化成氮氣排入空氣中。
B. 除磷機理
Bacillus菌屬（shǔ）於革蘭（lán）氏（shì）陽性菌。與革蘭氏陰性菌相比，革蘭氏陽性菌細胞壁比革蘭氏陰性菌（在一般活性汙泥工藝（yì）中使用的菌類）的細胞壁厚而均勻（yún），主要通（tōng）過肽鍵來連接肽聚糖構成細胞壁（bì）。革蘭氏陽性菌的細胞壁包含了大量的磷壁酸。也就（jiù）是說（shuō），在微生物的合成反應中，磷酸鹽以（yǐ）磷壁酸的形式進入Bacillus菌的細胞壁中，*後通過剩餘汙泥（ní）的排放從係統中脫磷。
通過Bacillus菌除磷一般去除率在50%以上，為了保（bǎo）證達標，采取輔助化學除磷。
C. 除臭機理
Bacillus菌可（kě）將汙水中的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了（le）臭氣產生成份，大大降低了係統臭氣產（chǎn）生量。
D. 消毒（dú）機理
Bacillus菌在生（shēng）長代謝過程中（zhōng），分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以溶（róng）解或殺（shā）滅處理水中的大（dà）腸杆菌及一般細菌等。
由於係統具有自我（wǒ）消毒能力，剩餘汙泥基本上不需（xū）要進行穩定化就（jiù）可以進入（rù）*終的處理和處置過程。
③ Bacillus菌的特點（diǎn）
◆Bacillus菌具有超強的繁殖能力，在低溫（wēn）、高鹽度、高壓等極具嚴酷的極限環境中也具有適應能力。
◆可分解蛋白質和將澱粉分解至葡萄糖的能力。
◆可分解（jiě）脂肪（fáng）酸。
◆可吸收轉（zhuǎn）化增殖分解後（hòu）的物質。
◆Bacillus菌屬適氮和硫磺素菌種，可將汙（wū）水中氮素被氧化前的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了臭氣產生成份，降低了係統臭氣產生量。
◆Bacillus菌具有孢子形成能力（lì），在惡劣環境中能保持活性菌種增殖數量，維持處理（lǐ）能力。
◆可以分泌抗生素，具有殺（shā）菌滅菌的功效。
◆可分泌的酵素（sù）具有強力的水分（fèn）解能力，可分解難（nán）分解的蛋白質、脂質、核酸等物質，通過對難分解性物質的分解、可大（dà）幅提高處理效率。
◆能分泌出一種特殊的粘性物質，具有很（hěn）強的吸附過（guò）濾能力。
◆含（hán）有Bacillus菌（jun1）的活性汙泥的脫水性能非常好
4）BBR生化工藝核心設備——BBR裝置
BBR裝置中的盤片（生物載體）為Bacillus菌提（tí）供了一個生長、繁殖的載（zǎi）體，在BBR裝（zhuāng）置中保持足夠量的Bacillus菌，同時吸附、分解汙水中（zhōng）的汙染物。其主要特點（diǎn）如下：
◆BBR盤片是采用優質材料聚乙稀基（jī）樹脂PVDC製造而成的特殊網狀結（jié）構。
◆該裝置空隙率在97%以上，使其具有較大的比表麵積，水和空氣容易進出，在均一好氧條件下處理效果好而且穩定。
◆BBR盤片質量輕（密度（dù）在0.05-0.06g/cm3），不吸水，因此電機（jī）功耗（hào）較低，後（hòu）續的保養和（hé）操作（zuò）也（yě）較（jiào）為簡便。
◆BBR盤片（piàn）具有獨特的網狀結（jié）構，使得微生物可以維持較高密度的附著率（約10,000～30,000mg/L），從而可適應流（liú）量、有（yǒu）機物負荷變化造成的衝擊，對低溫（wēn）也有著極高的適應性。
◆采用優質（zhì）材料以（yǐ）及強度極高的機械結構，使得本裝置（zhì）可以長期運行。
汙水處理工藝（yì）比選
這三種工藝的比較表如下表所示：
汙水處（chù）理廠（chǎng）工藝選擇原則如下：
1）工藝性能先進性（xìng）：工藝先進而且成（chéng）熟，流程簡單，對水（shuǐ）質適（shì）應性強，出（chū）水（shuǐ）達標率高，汙泥生成量少且易於處（chù）理、處（chù）置；
2）高（gāo）效節能經濟性：耗電量小，運行費用低，投資省（shěng），占地少；
3）運行管理適用性：運行管理方便，設備可靠，易於維護；
4）文明（míng）生產安（ān）全性：重視環境，控（kòng）製噪聲，防治臭氣，創造文明生產（chǎn）條件。
根據水質分析的結果，本工程進水水（shuǐ）質濃度偏高，BOD5/CODcr=0.2、BOD5/TN=2.1、BOD5/TP=20，需要（yào）使用強化脫氮除磷工藝。
根據對各項汙染物去除率的要求，表明汙水處理廠需釆用強化生物（wù）處理工藝，但生物處理工藝（yì）在滿（mǎn）足常規去除CODcr和BOD5以（yǐ）及SS的同時，必須具備除磷（lín）脫氮的功能。通過對國內外（wài）釆用脫氮除磷工（gōng）藝的汙水廠設計參數和運行經驗，釆用（yòng）適宜的除磷脫氮汙水生物處理工藝（yì），對表中汙染物的去除是能夠得到保證（zhèng）的。
本工（gōng）程（chéng）進水的TP濃度較高，根據國內外汙水處理廠的運（yùn）行經（jīng）驗，高濃度的TP完全依賴於生物除磷（lín）是（shì）有（yǒu）風險的。為保證汙水（shuǐ）穩（wěn）定的達標排放，本工程增設化（huà）學輔助除磷（lín）設施，與生物除磷相結合以強化除磷效果（guǒ），達到汙水（shuǐ）排放標準。
本工程進水（shuǐ）中的SS濃度較高（以無機顆粒為主），如果不進行預處理（lǐ），其對後續的生化處理係統影響非常大，所以應采取適當的預處理措施以降低進水中的懸浮物濃度。
根（gēn）據以上分析，本工程汙水（shuǐ）處理工藝必須考慮加強除磷脫氮的工藝。根據水質條件分析，本項目汙水較適（shì）合使用（yòng）生物脫氮除磷工藝。目前國內應（yīng）用的二級汙水處理工藝主要包括A2/O、MBR與BBR等，本報（bào）告（gào）將（jiāng）對這幾種處理工（gōng）藝（yì）進行介紹，並進一步比選出本工程的推薦工（gōng）藝。
A2/O工藝（yì）概述
A2/O是根據微生物的特性而研究的*典型也*原始的除磷（lín）脫氮工藝。A2/O即A-A-O，厭氧-缺氧-好氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡稱A-A-O或A2/O）。A2/O工藝由厭氧（yǎng）池（chí）、缺氧池（chí）、好氧（yǎng）池串聯而成。
它（tā）的基本流程是在厭氧-好氧除磷的工藝中加入缺氧池（chí），將好氧池流（liú）出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達（dá）到反（fǎn）硝化的目的，在*段的厭氧池主要進行磷的釋放，使汙水的磷的濃度升高，溶解性的有機物被細（xì）菌吸收使（shǐ）汙水中的BOD5濃度下降，另外部分NH3-N因細胞的合（hé）成（chéng）得以去除，汙水中的NH3-N濃度（dù）下降。在缺氧池中，反硝化菌利用（yòng）汙水的有機物做碳源，將回流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣，因BOD5濃度繼續下降，NO3-N濃度（dù）大幅度下（xià）降，而磷的變化很小。在好氧池中，有機物被微生物生氧化而繼續下降，有機N被氨化繼而被（bèi）硝（xiāo）化，使NH3-N濃度顯（xiǎn）著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而（ér）P隨著聚（jù）磷菌的過量攝取。也以（yǐ）較快的速度下（xià）降。經過多年的實踐檢驗，A2/O工藝在除磷脫氮方麵無可替（tì）代，尤其在大（dà）型（xíng）汙水處理廠（chǎng）的（de）應用，表現出其（qí）強（qiáng）大的除磷脫氮功能。
MBR工藝概述
傳統的活性汙泥工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應用於各種汙水處理中。由（yóu）於采用重力式沉澱方式作為固液分離手（shǒu）段（duàn），因此帶來了（le）很多方麵的問題，如固液分離效率不高、處理裝（zhuāng）置容積負荷低、占地麵積大、出水水質不穩定、傳氧（yǎng）效率低、能耗高以及剩餘汙泥產量大等等。傳統（tǒng）生物（wù）處理工藝處理後的水難（nán）以滿（mǎn）足越來越嚴（yán）格的汙水排放標準，同（tóng）時（shí），經濟的發展所（suǒ）帶來的水資源的日益短（duǎn）缺也（yě）迫切要求開發合適（shì）的汙水資源化技術，以緩解水資源（yuán）的供需矛盾。在上述背景（jǐng）下，一種新（xīn）型的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分離技術（shù）和產品（pǐn）的不斷開發，MBR也更具有（yǒu）實用價值，近年來許多*都投（tóu）入了大量資（zī）金用於開發此項技術。
1、MBR概述
MBR是指將超、微濾膜分（fèn）離技術與汙水處（chù）理中（zhōng）的生物反應器相（xiàng）結合而成的一（yī）種新的汙水處理裝置。這種反應器綜合了（le）膜處理技術和生物處理技術帶來的優點。超、微濾膜組件作為泥水分離單元，可以（yǐ）完全取（qǔ）代二次沉澱池。超、微濾膜截留活性汙泥混合液中（zhōng）微生物絮體和較大分子（zǐ）有（yǒu）機物，使之停留（liú）在反應器內，使反應（yīng）器內獲得高生物濃度，並延長（zhǎng）有機固體停留時間，極大地提高了微生物對有機物的氧化率。同時，經（jīng）超、微濾膜處理（lǐ）後，出水質量高，可（kě）以直接用於（yú）非飲用水回用。係統幾乎不排剩餘汙泥，且具有較高的抗衝擊能力。特別1989年Yamamoto將中空纖（xiān）維膜應用於活性汙泥處理中，使工藝運行成本大大降低，實際應用前景廣闊。因此，MBR是當（dāng）今倍受國內外專（zhuān）家學（xué）者重視的一項高新水處理技術。
2、MBR種類
從整體構造上（shàng）來看，MBR是由膜組件和生物反應器兩部分組成。根據這兩部分操作單元的組合方式，膜生物反應器可（kě）分為分置式和（hé）一體式（浸沒式）兩種（zhǒng）。分置式MBR是（shì）指膜組件與生物（wù）反（fǎn）應器分開設置，浸沒（méi）式（shì）MBR是指膜組件安置在生物（wù）反應器內部。
3、MBR工藝優缺點
MBR工藝（yì）的（de）主要（yào）特點如下：
（1）出水水質（zhì）好
由於采用膜分離（lí）技術（shù），不必設立、過（guò）濾等其它固液分離設備。高效的固液分離將汙水中（zhōng）有（yǒu）懸浮物質、膠體物質、生物單元（yuán）流失的微生物菌群與已淨化的水分開，不需經三級處理即直接可回用，具有較高的水質（zhì）安全性。
（2）占地麵積小
膜（mó）生物反應器生（shēng）物處理單元內微（wēi）生（shēng）物（wù）維持高濃（nóng）度，使容（róng）積（jī）負荷大大提高（gāo），膜分（fèn）離的高效性使處理單元水力停留時間大大縮短（duǎn），占地麵（miàn）積減少。同（tóng）時膜生（shēng）物反應器由於采用了膜組件，不需要（yào）沉澱池和專門的過濾車間，係統占地僅為傳統方法的60%。
（3）節約能源
由（yóu）於MBR高效的氧利用（yòng）效率，和獨特的間歇性運行方式，大大減少了（le）曝氣設備的運行時間和用電量，節省電耗。
與此同時，MBR工藝的主（zhǔ）要缺點如下：
（1）對NH3-N去除率不理想
由於MBR工藝（yì）的實質仍為AO工藝（yì），因此其生物處理能力（lì）也與AO工藝接近，從（cóng）目前的進水水質來看，本工程的C/N比較低，因此AO工藝並不能將NH3-N去除至目標水質（zhì），而後（hòu）續的納濾（lǜ）對（duì）BOD、SS及TP的（de）截留效果較好（hǎo），對NH3-N的去除率（lǜ）並不理想。
（2）水通量較低
由於膜的截留（liú）能力較強，導致（zhì）單位膜麵積的（de）水通量較低，因此MBR工藝較多應用於水量（liàng）較（jiào）小的項目中，對於大規模汙水項目，其膜組配備量（liàng）較（jiào）大，因此投資較高。
（3）維護費用（yòng）較（jiào）高
由於膜組件是耗材，一套膜組件（jiàn）的壽命約為（wéi）2-3年，而更換一套其費用相對較高，導致MBR的維（wéi）護費用較其他工藝更高。並且由於國內汙水內所含雜質較多，膜很容（róng）易（yì）被各種尖銳物質（如沙粒（lì）、竹（zhú）片等）所劃（huá）傷，其更換（huàn）頻率較國外更高（gāo），導致運行成本進一步增加。
BBR工藝概述
BBR生化工藝在（zài）城市生活（huó）汙水的應用中主要有以下三個特點：
◆BBR工藝的核心是（shì）使用Bacillus菌（芽（yá）孢杆菌屬）作為係統的優勢（shì）菌屬。
◆為了（le）滿足Bacillus菌的生長環境條件，BBR工藝采用生物膜法（BBR裝置）和活性汙泥法（BBR生化池）相結合的（de）組合生化處理（lǐ）工藝。
◆BBR生化工藝出水可以（yǐ）滿足《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準（zhǔn）》（GB18918-2002）一級A標（biāo）準。
1）BBR工藝流程
BBR工藝流程如下圖（tú）所示：
*先經過預處理的汙水進入BBR裝置（生物膜法裝置），在BBR裝置中，通過附著在BBR裝置載體表麵上的Bacillus菌吸附和分解進水中的有（yǒu）機物、氨氮和磷酸鹽（yán）。BBR裝置對有機物的去除率一般可以達到40-75%。
BBR裝置自流入BBR生化池，在BBR生化池內，通過對溶解氧等條件的控製，保證Bacillus菌（jun1）處於優勢地（dì）位，*大可能發揮（huī）其高效去除有機物（wù）、磷和氮的能力。
BBR生化池的出水自流入二沉池，在二（èr）沉池內（nèi）泥水進行分離。上清液達標排放。
根據Bacillus菌生長的需要和（hé）工藝特點，需要沉澱（diàn）池汙泥回流（汙泥回流）和BBR生（shēng）化池出水進行回流（內回流），汙泥回流和內（nèi）回（huí）流均（jun1）至BBR設備前（qián）。
為了保（bǎo）持Bacillus菌的高活性，需要在BBR設備之前投加促（cù）進微生物生長和繁殖的營（yíng）養劑（jì）。
2）BBR工藝特點
BBR工藝的主要（yào）特點如下（xià）：
◆BBR生化工藝采用了生物膜法（BBR生物轉盤裝（zhuāng）置）和（hé）活性汙泥法（BBR生化池（chí））的組合工藝，以保持Bacillus菌（jun1）去除各種汙染物的高性（xìng）能。
◆BBR生化工藝在處理城市汙水時，采用汙泥回（huí）流保持Bacillus菌的數（shù）量滿足去除有機物的要求；通過內回流保持Bacillus菌的高活性和對各種汙（wū）染物的高去除率。
◆為保持Bacillus菌處於優勢地位和對氮、磷較高的高去除效率，BBR生化（huà）工藝對溶解氧控製到較低的水平（DO不高於1mg/L），與傳統生化工藝（yì）（一般溶解氧控製在2-4mg/L）相比，BBR生化池所需空（kōng）氣量少很多，這樣可以（yǐ）很好（hǎo）地降低能耗；加上（shàng）BBR裝置采用自（zì）然通風，這樣BBR生化處理工藝相比傳統生化處理工藝的能耗（hào）約低30-50%（隻對生化部分比較）。
◆BBR生化工（gōng）藝采用Bacillus菌作為係統（tǒng）的優勢菌屬，由於其（qí）對有機物、氮和磷的獨特去除機理和較高的去除率，通過合理的設計，其出水可以滿足《城鎮汙水處理廠汙染（rǎn）物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。
◆由於Bacillus菌本身具（jù）有除臭（chòu）能力，其（qí）生（shēng）化工藝（yì）段、汙泥處理段可以不需要進行額外的除臭（chòu）處理，這樣可以減少汙（wū）水處理廠對除臭係統的（de）投資和運行費用。◆由於（yú）Bacillus菌本身具有自我消毒能力，係統產生的（de）汙泥中大腸杆（gǎn）菌屬等指（zhǐ）標可以比（bǐ）較容易的達到汙泥消毒的要求，對汙泥後續的*終處置（資源化）創造了較好的條件。
◆BBR生化係統整體建（jiàn）設用地少於傳統工（gōng）藝。
3）BBR生化工藝核心技術——Bacillus菌的使用
① Bacillus菌介（jiè）紹
芽孢杆菌（Bacillus），細菌的一（yī）科，能形成芽孢（內生孢（bāo）子）的杆菌（jun1）或球菌（jun1）。包括芽孢杆菌（jun1）屬、芽孢乳（rǔ）杆菌屬、梭菌屬、脫（tuō）硫腸狀菌屬和芽孢（bāo）八疊球（qiú）菌屬等。它們對外界（jiè）有害因（yīn）子抵抗力強，分布廣，存在於土壤、水、空氣以及動（dòng）物腸道等處。
本工藝中利用的芽孢杆菌，主要（yào）包括地衣芽孢杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆菌、多粘（zhān）芽孢杆菌、浸麻（má）芽孢杆菌等。
② Bacillus菌去（qù）除汙染物機（jī）理
A. 有機物的去除
Bacillus菌中對蛋白質、澱（diàn）粉和（hé）脂肪有較高的分（fèn）解能力（lì），去除機理如下：
A. 脫氮機理
同（tóng）傳統的（de）硝化、反硝化脫氮原理不同，Bacillus菌直接吸取胺（有機氮）、氨氮（dàn）以及銨鹽，為微生物所利用，從而進（jìn）行脫氮，氮元素部分以有機氮的（de）形式進入汙泥中，並通過剩（shèng）餘汙泥（ní）的排放從係統中去除，部分轉化成氮氣排入空氣中。
B. 除磷機理
Bacillus菌屬（shǔ）於革蘭（lán）氏（shì）陽性菌。與革蘭氏陰性菌相比，革蘭氏陽性菌細胞壁比革蘭氏陰性菌（在一般活性汙泥工藝（yì）中使用的菌類）的細胞壁厚而均勻（yún），主要通（tōng）過肽鍵來連接肽聚糖構成細胞壁（bì）。革蘭氏陽性菌的細胞壁包含了大量的磷壁酸。也就（jiù）是說（shuō），在微生物的合成反應中，磷酸鹽以（yǐ）磷壁酸的形式進入Bacillus菌的細胞壁中，*後通過剩餘汙泥（ní）的排放從係統中脫磷。
通過Bacillus菌除磷一般去除率在50%以上，為了保（bǎo）證達標，采取輔助化學除磷。
C. 除臭機理
Bacillus菌可（kě）將汙水中的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了（le）臭氣產生成份，大大降低了係統臭氣產（chǎn）生量。
D. 消毒（dú）機理
Bacillus菌在生（shēng）長代謝過程中（zhōng），分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以溶（róng）解或殺（shā）滅處理水中的大（dà）腸杆菌及一般細菌等。
由於係統具有自我（wǒ）消毒能力，剩餘汙泥基本上不需（xū）要進行穩定化就（jiù）可以進入（rù）*終的處理和處置過程。
③ Bacillus菌的特點（diǎn）
◆Bacillus菌具有超強的繁殖能力，在低溫（wēn）、高鹽度、高壓等極具嚴酷的極限環境中也具有適應能力。
◆可分解蛋白質和將澱粉分解至葡萄糖的能力。
◆可分解（jiě）脂肪（fáng）酸。
◆可吸收轉（zhuǎn）化增殖分解後（hòu）的物質。
◆Bacillus菌屬適氮和硫磺素菌種，可將汙（wū）水中氮素被氧化前的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了臭氣產生成份，降低了係統臭氣產生量。
◆Bacillus菌具有孢子形成能力（lì），在惡劣環境中能保持活性菌種增殖數量，維持處理（lǐ）能力。
◆可以分泌抗生素，具有殺（shā）菌滅菌的功效。
◆可分泌的酵素（sù）具有強力的水分（fèn）解能力，可分解難（nán）分解的蛋白質、脂質、核酸等物質，通過對難分解性物質的分解、可大（dà）幅提高處理效率。
◆能分泌出一種特殊的粘性物質，具有很（hěn）強的吸附過（guò）濾能力。
◆含（hán）有Bacillus菌（jun1）的活性汙泥的脫水性能非常好
4）BBR生化工藝核心設備——BBR裝置
BBR裝置中的盤片（生物載體）為Bacillus菌提（tí）供了一個生長、繁殖的載（zǎi）體，在BBR裝（zhuāng）置中保持足夠量的Bacillus菌，同時吸附、分解汙水中（zhōng）的汙染物。其主要特點（diǎn）如下：
◆BBR盤片是采用優質材料聚乙稀基（jī）樹脂PVDC製造而成的特殊網狀結（jié）構。
◆該裝置空隙率在97%以上，使其具有較大的比表麵積，水和空氣容易進出，在均一好氧條件下處理效果好而且穩定。
◆BBR盤片質量輕（密度（dù）在0.05-0.06g/cm3），不吸水，因此電機（jī）功耗（hào）較低，後（hòu）續的保養和（hé）操作（zuò）也（yě）較（jiào）為簡便。
◆BBR盤片（piàn）具有獨特的網狀結（jié）構，使得微生物可以維持較高密度的附著率（約10,000～30,000mg/L），從而可適應流（liú）量、有（yǒu）機物負荷變化造成的衝擊，對低溫（wēn）也有著極高的適應性。
◆采用優質（zhì）材料以（yǐ）及強度極高的機械結構，使得本裝置（zhì）可以長期運行。
汙水處理工藝（yì）比選
這三種工藝的比較表如下表所示：
