膜生物反應器（Membrane bioreactor，MBR）是一種新型高效的污水處理工藝。目前已廣泛應用于農(nóng)村污水處理領域。MBR的原理是將污水固體與液體分離，利用微孔膜傳遞介質(zhì)，促使污水中的污泥回流至生物反應器中，隨后通過生物反應器中氧氣的高效利用將污泥分解，同水一起排到外界；在MBR的應用中，可裝配的模塊化MBR在農(nóng)村污水處理中具有突出的優(yōu)勢。為充分發(fā)揮MBR的優(yōu)良作用，對其在農(nóng)村污水處理中的應用進行適當分析是必要的。

1、MBR的概述

MBR主要包括生物反應器、膜組件、泵三個模塊。其中膜組件是MBR的核心模塊，其功能的差異直接影響了MBR的應用效果。其種類分為萃取MBR和分離MBR等。

2、基于MBR的農(nóng)村污水處理項目概述

項目地仰恩大學毗鄰泉州市北郊洛江區(qū)，與仙公山、仰恩湖相連。總建筑面積約50多萬m2。該校區(qū)內(nèi)沒有寬闊的道路網(wǎng)路、排水設施較陳舊。在前期污水處理規(guī)劃期間按照嚴格要求保護水體。但現(xiàn)階段該校區(qū)污水在沒有經(jīng)過處理的前提下，直接排放，導致該校區(qū)周邊監(jiān)測點水體的高錳酸鉀指數(shù)、溶解氧、BOD5、大腸菌群、總氮、總磷含量嚴重超標。

3、MBR在農(nóng)村污水處理中的實踐

3.1 MBR在農(nóng)村污水處理中應用流程

工藝流程及原理：根據(jù)本工程污水的性質(zhì)和污水排放標準要求，在MBR應用過程中，本工程采用化糞池——粗細格柵（8mm+2mm）——厭缺氧組合池——生物接觸氧化池——膜生物反應器——人工濕地——消毒——清水池——排放的順序，進行各構(gòu)筑物的模塊化污水處理設計，依托于成品設備（如：玻璃鋼、碳鋼等）的定制化生產(chǎn)，應用于農(nóng)村污水領域。其中厭缺氧組合池在實際應用中，主要包含水解階段、酸化階段和反硝化階段。水解階段可以將農(nóng)村污水中含有的復雜高分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，通過微生物體外淀粉酶將淀粉分解為麥芽糖及葡萄糖，而酸化階段可以將小分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡單化合物，如醇類、二氧化碳等；反硝化階段起到反硝化脫氮的功能即將硝酸根和亞硝酸根離子轉(zhuǎn)成氮氣；生物接觸氧化池主要是利用池內(nèi)填充填料上的生物膜，經(jīng)生物氧化作用，將污水中有機物氧化分解。

3.2 MBR在農(nóng)村污水處理中的應用要點

在MBR應用中，為保證MBR的應用效果，推薦按平面布置。利用1985國家高程標準，借助重力，促使處理后的污水流經(jīng)各構(gòu)筑物。結(jié)合站區(qū)高程設計及防洪措施同步實施。為避免管線設置對MBR地面有效利用空間的影響，應優(yōu)先采用地埋的方式，沿綠化帶進行合理設置。

在MBR粗細格柵井設置過程中，為保證MBR粗細格柵井可以有效攔截進入生化系統(tǒng)的大塊浮渣、雜質(zhì)、纖維物質(zhì)等，可在1.98m×1.08m×1.2m的磚混結(jié)構(gòu)格柵構(gòu)筑物中，進行0.6m×0.8m柵條間隙為8mm的粗格柵、高寬為0.6m×0.8m的柵條間隙為2mm的細格柵的分布設置。

在MBR調(diào)節(jié)池設置的過程中，基于MBR調(diào)節(jié)池波動水量、不穩(wěn)定水質(zhì)的調(diào)節(jié)功能，可用總有效容積為198m2作為依據(jù)，用玻璃鋼結(jié)構(gòu)，進行調(diào)節(jié)池的合理設置。并配置24m3/h的調(diào)節(jié)池提升泵、液位控制器、調(diào)節(jié)池流量控制器、調(diào)節(jié)池攪拌系統(tǒng)等裝置。

在一體化生化池泥水分離系統(tǒng)的設置過程中，由于其在一定程度上可替代二沉池，且具有增大活性污泥的濃度和停留時間的作用。可設定一體化生化池總有效容積在60m3左右，水力停留時間在3*60min左右。一體化生化池內(nèi)部主要設備為MBR膜池微孔曝氣系統(tǒng)、MBR膜組件、25m3/hMBR膜池自吸泵、24m3/hMBR膜池回流泵、MBR膜池液位控制器、MBR膜池反沖洗和藥洗裝置（0.5%鹽酸洗和0.5%次氯酸鈉洗）。在這個基礎上，進行磚混結(jié)構(gòu)的人工濕地、玻璃鋼結(jié)構(gòu)的清水池及玻璃鋼立式結(jié)構(gòu)的污泥濃縮池的合理設置，并配置鼓風及水泵設備。需要注意的是，在水泵的選擇中，應以水泵入水安全、安裝便捷、維護費用小等為依據(jù)，選擇合理的水泵。而在鼓風設備的選擇中，應選擇具有強制輸氣功能，且輸送時介質(zhì)不含油、振動頻率較小的風機。

3.3 裝配式模塊化設計在農(nóng)村污水處理實際應用中的要點

在實際應用過程中，模塊化設備應根據(jù)設備容器規(guī)格進行流體布水設計；相比于大型污水處理廠，農(nóng)村污水處理構(gòu)筑物的各個單元較小，水流的緩流區(qū)域占比需要重視，實際應用中有可能會出現(xiàn)設計的厭氧池、缺氧池、好氧池、MBR等單元配水不均，達不到應有的過流時間，導致處理效果不佳；在實際應用中，要考慮沿程均勻布水，引管至構(gòu)筑物的邊角區(qū)域，加速該區(qū)域水流更替，并依靠水流自身的擾動，加速整體模塊單元內(nèi)水流的均勻交替推流。模塊化設備在農(nóng)村污水處理的實際應用中，應具有“規(guī)模效應”。特別是在規(guī)模化應用場景下，出廠設備質(zhì)檢是重要環(huán)節(jié)，對模塊化設備應進行嚴格的出廠試驗和抽檢。模塊化的設備質(zhì)量（如防水性、設備安裝質(zhì)量等）的穩(wěn)定；有利于批量化應用于農(nóng)村污水處理工程，并促進行業(yè)及相關部門推行統(tǒng)一的質(zhì)檢標準，加快推行農(nóng)村污水處理的批量化設計、施工以及運行。

3.4 MBR在農(nóng)村污水處理中應用效果

（1）從膜分離過程特點進行分析，物理節(jié)流、篩濾等是MBR濁度去除的主要依據(jù)。利用生物膜、膜層協(xié)同作用，可以有效的去除農(nóng)村污水濁度。

（2）通過生物調(diào)節(jié)池大分子有機物的降解、MBR濁度物質(zhì)的截留，可以優(yōu)化活性污泥去除效果，從而提高有機物去除率。

（3）由于MBR阻截了微生物流失，延長了污泥應用效率，使整個污水處理系統(tǒng)具有良好的排泥效果。

（4）MBR特有的污泥截留作用，可以削弱異樣細菌對溶解氧的消耗。利用剪切流動作用，將MBR微生物絮體進行細碎處理，從而有效的去除去氨氮，使污水達標排放。