AO+MBR工艺在生活污水处理中的应用

AO+MBR工艺在生活污水处理中的应用

武欣

海南碧水瑞今环境投资控股有限公司，海南省海口市570125

摘要：文章的目的是分析AO+MBR系统在处理生活废水方面的性能及其益处，详细说明了AO+MBR系统的工作机制涵盖了无氧/好氧（AO）步骤和膜型生物反应器（MBR）的技术，对系统设计的关键考虑因素进行了详细讨论。展现 AO+MBR 技术在日常污水处理领域的高效能和坚固性研究技术改良与调节方案，深入的研究探讨了AO+MBR系统与经典的活性污泥处理方式、分离式/一体式超滤膜应用以及反向渗透（RO）与深度过滤（DF）技术在废水净化领域中的不同效能。

关键词：AO+MBR工艺；生活污水处理；工艺设计；技术对比

1引言

随着都市化步伐的加速生活废水的排放量日益攀升，对自然环境构成了重大挑战。传统的废水净化方法已经不足以应对日益苛刻的排放规范和对资源回收利用的要求。膜生物处理系统（MBR）技术由于其出色的污染物清除性能和较低的空间需求吸引了大量的注意力。文章深入探讨AO流程与膜生物反应器技术融合后的AO+MBR系统并考察其在处理日常废水方面的实际成效，以期为废水净化领域贡献一种既高效又节能环保的新型技术方案。

2 AO+MBR工艺原理与设计

2.1 AO工艺的组成与功能

AO工艺由厌氧段和好氧段组成，在厌氧段，污水中的有机物在微生物的作用下被转化为沼气等小分子物质，释放出能量，为好氧段提供能量来源。好氧段则是通过好氧微生物的代谢活动，将有机物进一步氧化分解，转化为无害的CO2和H2O，通过硝化和反硝化作用去除氮。AO工艺通过厌氧和好氧的协同作用，提高了污水中有机物和氮的去除效率。

2.2 MBR工艺的组成与功能

MBR技术构建于活性污泥法和膜过滤技术的结合之上，在生物处理装置内悬浮生物膜内的微型生物体利用生物分解过程消除废水里的有机质与养分盐类[1]。膜隔离技术依托微孔过滤或者超微过滤膜的卓越隔离性能对生物反应器内的固液混合物进行区分，完成固体与液体的分离过程，提升了处理后水的质量。MBR技术因其高污泥浓缩度、较少的土地占用以及出水质量的恒定性等特点而受到青睐。

2.3 AO+MBR工艺的设计要点

在规划 AO+MBR 工艺时，工程师需要遵循一系列具体设计步骤，以确保系统实现预期的处理效果和运行效率，必须确定工艺的流程布局，包括前处理、厌氧阶段、好氧阶段以及膜过滤单元，前处理单元用于清除污水中的大颗粒物质，以保护后续工艺单元。根据污水的流量和水质参数，计算厌氧和好氧反应器的有效容积，确保有足够的生物降解时间和生物量。根据出水水质要求和污泥浓度，确定膜组件的面积，以确保有足够的过滤通量和处理能力。这还包括污泥回流比、曝气量、膜清洗周期等参数。具体的设计结果可以通过数据表格的方式展示。

3 AO+MBR工艺在生活污水处理中的应用案例分析

3.1 案例选择与背景介绍

选取的案例是一个位于城市郊区的中型生活污水处理厂，该厂日处理能力为5000立方米。该厂原采用传统活性污泥法，但随着环保标准的提高和水资源的紧张，原有工艺已无法满足出水水质要求[2]。该厂决定采用AO+MBR工艺进行升级改造。改造前，污水中的化学需氧量（COD）平均为400 mg/L，总氮（TN）为50 mg/L，总磷（TP）为5 mg/L。

3.2MBR工艺的优缺点

MBR工艺能够提供高质量的出水，满足严格的排放标准和回用要求。简化了传统的污水处理流程，减少了设施的占地面积。高浓度的生物量提高了处理效率，缩短了水力停留时间。减少了污泥产量和后续处理成本。能够应对水质波动，保持稳定的处理效果。简化了操作和管理，提高了运行效率。有利于硝化细菌的生长，提高了脱氮效率。便于根据实际需求进行扩展和组合。

MBR工艺膜组件的能耗较高，需要定期清洗膜组件，增加了操作复杂性和化学药剂消耗，膜的寿命和更换成本以及初始投资是考虑因素[3]。MBR工艺适用于对出水水质要求高、土地资源有限、需要自动化管理的场合。

可以看到MBR工艺在生活污水处理方面具有显著的优势，它也存在一些挑战。

3.3工艺优化与调整策略

为了显著增强 AO+MBR 工艺的处理性能并削减操作费用该工厂实施了一连串的改善与调节方案，通过改变污泥循环比例和内部返流率提升了生物处理器内微生物的活力和污泥的密度。通过持续追踪处理后流体的品质与操作数据达到了流程的自动化管理。这些改良方案不仅增进处理速度也减少了能量消耗与操作费用，还促成了污水处理的持久进展[4]。通过深入研究 AO+MBR 技术在日常生活废水处理领域的实施实例显而易见，这一技术在增强处理能力、减少运作开销以及促进水资源的再利用等多个层面展现出了其突出的益处。

4 AO+MBR与其他污水处理工艺的对比分析

4.1 传统活性污泥法与AO+MBR工艺的对比

常规生物膜工艺被认为是一项普遍采纳的废水净化方法，它主要依赖于微生物群体的新陈代谢作用来消减废水里的碳基化合物及氮、磷元素。在详细说明方面采用AO+MBR技术的化学需氧量消减比例能够超过90%，标准的生物处理法往往仅能实现大约80%的去除效果

[5]。在消除全氮和全磷方面AO+MBR 方法同样表现出了更卓越的性能，全氮的移除效率可以达到 85% 以上，而全磷的移除效率甚至可以超越 95%，这显著优于传统的处理技术。

4.2MBR与生物接触氧化工艺的对比分析

MBR工艺通过高效的固液分离技术，能够提供稳定且优质的出水水质，优于国家一级A标准，部分指标甚至达到地表水IV类，可直接回用于多种用途。由于膜的高效分离，省去了传统的沉淀和过滤步骤，简化了工艺流程。MBR工艺能够在较小的空间内维持高浓度的生物量，提高了容积负荷，减少了占地面积。MBR工艺中生物污泥可以达到动态平衡，减少了污泥排放量，降低了污泥处理费用。MBR工艺能够适应水质的变化，具有较强的抗冲击能力，有利于难降解有机物的分解。MBR工艺可以根据水量需求进行灵活的模块化组合[6]。由于膜驱动压力和高MLSS浓度下的曝气需求，MBR工艺的能耗较高。

生物接触氧化工艺中的生物膜具有较高的生物活性，能有效去除有机物。生物膜对水质变化的适应性强，能够承受较高的冲击负荷。相比MBR，生物接触氧化工艺的运行成本较低，因为不需要膜组件。生物接触氧化工艺的出水水质可能不如MBR工艺稳定。相比MBR工艺，生物接触氧化工艺可能需要更大的占地面积。生物膜需要定期清洗和维护，以防止生物膜过厚影响处理效果。

4.3外置/内置超滤膜技术的应用对比

随着时光的流逝超滤膜技术在水处理行业中的运用日益广泛，该技术主要通过膜材料的物理筛选功能来排除悬浮颗粒和一定量的溶解性污染物。对于外部应用的超滤膜技术它往往依赖于相当大型的前置处理装置，避免膜面积受到污染和阻塞。在生物反应容器中直接融合了高级过滤技术，如，在MBR系统所采用的滤膜单元，这种做法降低了初步处理的必要性，并且有助于保持更浓缩的污泥量以及更一致的净化水质。

4.4反渗透(RO)与DF技术在水处理中的应用对比

反向渗透（RO）过程碟管式反渗透（DF）系统主要应用于海水淡化和高浓度废水的处理，RO（反渗透）技术借助强力泵将水分子从浓度较高的溶液中提取出来适宜于处理含盐量较大的水质。DF 技术是一项创新的膜过滤技术它展现出了卓越的防污染性能和较低的能量消耗。在液体净化行业反渗透（RO）方法经常被采用以制备洁净水源，膜分离（DF）技术则更加合适于净化含有重工业污染和浓度较高的有机污水。

5结语

文章通过深入分析AO+MBR工艺在生活污水处理中的应用，展示了其在提高水质、降低能耗和减少污泥产量方面的显著优势。与传统活性污泥法、外置/内置超滤膜技术以及反渗透(RO)与DF技术相比，AO+MBR工艺不仅在污染物去除效率上表现卓越，更在经济和环境可持续性方面展现出巨大潜力。随着技术的不断进步和优化，AO+MBR工艺有望在未来污水处理领域发挥更加关键的作用，为实现水资源的高效利用和环境保护贡献力量。

参考文献

[1]石俊飞,于文轩,郭建朋,等.A~2O+MBR工艺处理海上平台生活污水的应用研究[J].黑龙江环境通报,2023,36(09)

[2]李健,吴娜,李海溪,等.MBR工艺在农村生活污水处理中的应用[J].市政技术,2023,41(10)

[3]罗霖钧.“五段式Bardenpho+MBR”工艺在处理高氮生活污水中的应用[J].水处理技术,2023,49(08).

[4]侯晓梅.基于智能一体化MBR工艺的分散式生活污水处理工程设计与应用[J].绿色科技,2023,25(04)

[5]黄建梅.村镇分散生活污水处理中MBR工艺的应用[J].清洗世界,2022,38(10)

[6]宋鑫,胡广杰.某AAO-MBR工艺处理生活污水工程设计及运行研究[J].节能,2020,39(10):115-117.