膜生物反应器（MBR）集膜的高效分离和生物降解于一体，是将污水生物处理技术与膜分离技术相结合的新型污水处理工艺〔3,4〕。其用膜组件代替了传统活性污泥工艺中的二沉池，可进行高效固液分离，达到水净化的目的，克服了传统工艺中出水水质欠稳定、污泥易膨胀等不足。笔者研究用A2/O-MBR组合工艺处理高浓度有机废水，该组合工艺兼有A2/O和MBR工艺各自的特长，具有出水水质好、占地面积小、剩余污泥近零排放等优点。研究考察了其影响因素及处理效果。
1试验部分
1.1工艺流程
设计工艺流程如图1所示。
图1A2/O-MBR组合工艺流程
整个系统由厌氧池、缺氧池、好氧池、膜组件和自控系统等组成。污水由调节池泵入厌氧单元和缺氧单元，之后进入好氧单元，膜组件在蠕动泵抽吸作用下间歇出水，膜单元的曝气装置置于膜片下方。厌氧池和缺氧池设有搅拌机，好氧池底部装有微孔曝气器。MBR池内安装穿孔曝气管，采用鼓风机曝气。MBR反应器为有机玻璃圆柱体，膜组件为中空纤维超滤膜，材料为改性聚丙烯（PP），膜孔径0.1~0.2μm，膜有效面积156m2。设置变频器实现曝气量的实时调整。整个工艺设两个回流系统：一是将MBR池内混合液回流至缺氧池以实现反硝化脱氮，二是将缺氧池内混合液回流至厌氧池以实现厌氧释磷〔5〕。
1.2试验用水和分析方法
试验用水取自深圳宝安区某化工厂调节池的废水，该化工厂主要生产乙酰基丁二酸二甲酯，废水中主要有顺丁烯二酸单酐、苯甲酰、富马酸等成分，废水排放量为60t/d左右。根据工程实际及废水水质状况，采用A2/O－MBR为主体工艺对该化工厂的废水进行处理。为加快A2/O池启动速度，缩短微生物的驯化周期，试验污泥取自厂区污水处理设施二沉池的剩余污泥，污泥性状较好，污泥含水率约为75%，试验用原水水质指标见表1。
装置运行稳定后对进、出水的常规项目进行检测，每隔3d测定1次，COD、NH3-N、色度等测试指标参照文献〔6〕进行，其中COD采用重铬酸钾法，NH3-N采用纳氏试剂分光光度法，浊度用目视比浊法，色度用稀释倍数法，MLSS用重量法，pH用精密pH计。
1.3运行条件
膜污染是影响系统运行的关键问题，适当的运行条件可有效地控制膜污染，提高膜的使用性能及寿命。污水由泵提升至缺氧单元内停留5.4h后，再流至好氧单元内停留3.2h。混合液部分回流至缺氧单元中进行反硝化（回流比为4∶1），缺氧池回流至厌氧单元的回流比为2∶1，膜反应器内底部曝气，部分水在出水泵的作用下经膜渗透后形成系统出水。反冲洗是维持MBR稳定运行的重要步骤，间歇式抽停方式可有效减缓膜污染，由PLC自动控制系统调节。
2试验结果与分析
2.1系统对COD的去除效果
系统对COD的去除效果见图2。
图2系统对COD的去除效果
2.2系统对NH3-N的去除效果
在A2/O-MBR工艺长达1个月的运行中，采用间歇曝气的运行方式，获得很好的硝化和反硝化效果，达到高效去除NH3-N的目的。系统对NH3-N的去除效果见图3。
图3系统对NH3-N的去除效果
2.3系统对色度、浊度和SS的去除效果
试验表明，系统对色度的去除效果一般，MBR进水色度在310~470倍左右，经过MBR处理后，色度降到43倍，平均去除率为88.1%；但处理水仍呈淡黄色，可能是产生色度的物质累积造成的，在工程实践中可考虑增加活性炭吸附装置。组合工艺对浊度的去除也始终维持在较高的水平，出水浊度为0.06NTU，平均去除率达94%，优于传统活性污泥工艺单纯靠重力沉淀的处理效果。反应器出水SS达到20~32mg/L，平均去除率达95.3%，这主要是膜及其表面凝胶层筛分截留作用的结果。
2.4污泥负荷对COD去除率的影响
图4污泥负荷对COD去除率的影响
经过反应装置中厌氧、缺氧和好氧等单元处理后，进入MBR的污水中的COD已有了很大程度的降解，提高了污水的BOD5/COD，其可生化性得到了增强。由图4可以看出，出水COD随污泥负荷的变化而变化，当污泥负荷为0.40~0.55kg/（kg·d）时，COD去除率呈现随污泥负荷升高而上升的趋势，去除率保持在93.5%左右。当污泥负荷在0.55~0.80kg/（kg·d）之间时，COD去除率又呈下降趋势。总体上，当污泥负荷为0.40~0.80kg/（kg·d）时，COD去除率达到89%以上。这说明当污泥负荷在0.40~0.55kg/（kg·d）时，污水中的有机物既能满足污泥中微生物生长繁殖的需要，又在其处理能力之内。由于膜的高效截留作用，使反应器可维持长泥龄和较高的MLSS，从而降低了污泥负荷（F/M），使其对COD具有很高的去除能力〔9〕。
2.6膜通量对膜过滤阻力的影响
3结论
（1）A2/O-MBR组合工艺对高浓度有机废水具有良好的处理效果。系统对COD、NH3-N、SS的去除率分别达到97%、96.8%、95.3%，在MBR中设置缺氧区和泥水回流装置可提高MBR对污染物的去除效果。对污染物的去除，生物反应器起主要作用，膜截留只起到辅助作用。该组合工艺运行稳定，具有较强的抗冲击负荷能力。
（2）污泥负荷为0.40~0.55kg/（kg·d）时，COD去除率呈现随污泥负荷升高而上升的趋势，去除率保持在93.5%左右。当污泥负荷为0.40~0.80kg/（kg·d）之间时，COD去除率达到89%以上。