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缺氧好氧膜生物反应器强化除磷及其对膜污染的影响研究
缺氧好氧膜生物反应器强化除磷及其对膜污染的影响研究
摘要：
现代城市污水处理中普遍采用的生物膜反应器，存在着微生物膜老化、膜污染等问题，使得反应器的处理效率降低。为了解决这些问题，缺氧好氧膜生物反应器应运而生。这种反应器的结构独特，具有良好的除磷效果和抑制膜污染能力。本文就缺氧好氧膜生物反应器与传统生物膜反应器的区别、原理和优势进行了探讨，并对缺氧好氧膜生物反应器在除磷和防止膜污染方面的应用进行了总结。
关键词：缺氧好氧膜生物反应器；除磷；膜污染
1.引言
城市污水处理是一项重要的环境保护工作，其目的是将含有有害污物的污水净化，达到排放标准以保护环境和人类健康。传统的生物膜反应器（MBR）已经成为污水处理中应用最广泛的技术之一，是一种采用微生物膜将有机物和氨氮转化为生物量和二氧化碳的技术。尽管MBR在改善水质方面有显著效果，但膜污染和微生物膜老化等问题限制了其进一步应用。
缺氧好氧膜生物反应器（A/OMBR）是近年来发展起来的一种新型反应器，与传统MBR相比，在结构上进行了改进，实现了缺氧、好氧条件下的处理，具有良好的除磷效果和防止膜污染能力。本文将就缺氧好氧膜生物反应器的原理、结构与MBR的区别、优势以及其在除磷和防止膜污染方面的应用进行论述。
2.缺氧好氧膜生物反应器的原理
缺氧好氧膜生物反应器（A/OMBR）是由MBR和A/O工艺结合而成，是一种采用微生物对废水进行缺氧和好氧处理的技术。反应器内先将废水流入缺氧槽，提供缺氧条件下好氧污泥脱氮的必要基质。缺氧池内的微生物将废水中的氮转化为气态N2，减少氮污染。然后，水流进入好氧池，在好氧池中进行脱碳、除磷等处理。
缺氧好氧膜生物反应器相比于传统MBR，其主要优点为：
（1）除磷效果好
缺氧好氧膜生物反应器专门为除磷设计，由于在缺氧条件下，废水中的磷会被还原为可溶性磷，变得更易被微生物吸收。由于磷是缺氧微生物脱氮的必要营养物质，所以在进入好氧池时，微生物能够更充分地利用废水中的磷，从而达到除磷的目的。
（2）防止膜污染
缺氧好氧膜生物反应器在缺氧池内加入反应物，有助于微生物膜的更新和抑制膜的老化。在空气接触好氧池中，由于氧气摩擦产生的力场和自转流场作用下，会将污物保留在水面，达到保护膜的作用。此外，通过缩短生物反应器中水的停留时间，延长膜的寿命，减少膜的污染，提高反应器的运行效率。
3.缺氧好氧膜生物反应器在磷的去除中的应用
缺氧好氧膜生物反应器能够有效地去除废水中的氮和磷，其中除磷效果尤为明显。研究表明，在不同的运行条件下，A/OMBR对磷的去除率可以达到90%以上。
（1）气体摩尔比和混合液的浓度
在操作气体摩尔比和混合液的浓度上，可以有效地控制A/OMBR反应器中的生物膜。缺氧池内的氮源浓度需要保障，钝化带的氮物质浓度范围为1-2毫克。带氧池内的溶解氧含量也是影响除磷效果的重要因素，低氧的条件可以促进微生物氮磷混合去除。
（2）泥龄
在A/OMBR中，泥龄会影响到反应器的污染物去除性能和硝化脱氮的效率。较小的泥龄下，废水处理与微生物孵育的时间不足，反应器的污染物去除性能不高。但是，当泥龄增加时，容易导致生物膜的老化，不能有效地去除磷等污染物，同时，MBR的膜污染和污泥质量也会影响到泥龄。
4.缺氧好氧膜生物反应器在防止膜污染中的应用
防止膜污染是MBR技术长期受到关注的一个问题，这直接影响到反应器的运行效率和运行成本。缺氧好氧膜生物反应器的特殊设计可以有效地解决这一问题。
（1）增大通量
在A/OMBR中，增大通量是有效防止膜污染的方法之一。缺氧好氧膜生物反应器通过采用新的工作方式、进一步缩短污水在膜上的停留时间，从而减少污物残留，有效地降低膜污染。
（2）提高阻垢能力
通过优化反应器运行参数，提高MBR的阻垢能力以防止膜污染的发生：1）适当增大通量；2）降低运行温度；3）追踪可溶性颗粒物和膜上污垢；4）适当提高排污量，以保持污物稀释；5）进行定期清洗；6）使用特殊材料。
5.结论
缺氧好氧膜生物反应器是一种新型的污水处理装置，其除磷率和膜污染控制能力优异。本文对缺氧好氧膜生物反应器的原理及其在废水处理中的应用进行了论述。实际应用证明，缺氧好氧膜生物反应器在除磷效率和膜污染控制等方面的表现要明显优于传统的MBR。因此，缺氧好氧膜生物反应器未来在污水处理中有广阔的应用前景，值得深入研究。