MSBR污水脱氮除磷处理工艺

MSBR污水脱氮除磷处理工艺连续流序批式活性污泥法新工艺（Modified Sequencing Batch Reactor, 简称

MSBR），是同济大学顾国维教授课题组对传统活性污泥法（SBR）进行了改进，

在工艺流程和结构形式上综合了Bardenpho,A2/O，氧化沟，CAST等脱氮除磷工艺的优点，开发成功的最新成果。

MSBR污水处理新工艺能使吨污水处理厂投资减少近三分之一，而处理效果要优于传统的处理工艺。该工艺为各种微生物繁殖创造了最佳的环境条件和水力条件，使有机物的降解、氨氮的硝化、磷的释放和吸收等生化过程一直处于高效反应状态，提高了降解效率，整个系统采用组合式联体结构，不需设备初沉池和二沉池，减少了占地面积，降低了运行费用。

MSBR工艺可根据具体情况进行流程布局：

城市污水强化除磷系统：突出系统的除磷效果，保证最高的除磷效率，而脱氮效率可在一定的变化范围内调整。

城市污水高效除磷脱氮系统：可同时保证最高的脱磷和除氮效果，进一步提高了脱氮效率。

工艺污水处理系统：可根据处理对象和要求去除的污染物的不同进行相应的调整，适用于含高浓度氨氮有机污水处理。

系统自动控制：整个污水处理厂可实现自动控制，根据处理规模的大小和构筑物的设置设定几个PLC控制子站，可用上位机对系统设备的运行情况，、系统的运行参数进行实时监视，对故障情况及时给予声光报警，并可对系统参数进行设定，自动生成并打印有关数据报表，通过使用远程Modem，可对污水处理厂实行异地地监控和操作。

MSBR工艺与一般传统的活性污泥工艺相比还具有如下四个特性：

1、MSBR池集水量及水质调节、生化反应与污泥沉淀功能于一身，无需另建二沉池，采用组合结构形式与其它工艺相比较而言，土建投资较少；

2、MSBR系统的运行经历缺氧、厌氧、缺氧、沉淀等阶段，微生物可通过多种途径进行代谢，利用不同形态的氧源作为电子受体，使有机质的降解更完全且能耗又省，脱氮除磷效果更好；

3、MSBR系统中污泥同样经过厌氧、好氧环境，筛选了优势菌种，抑制了丝状菌的生长，污泥的沉降性能和脱水性能良好，较低的剩余污泥产率和较高剩余污泥浓度使该系统更具有吸引力；

4、污泥浓度高，耐冲击负荷能力强，能适合各种进水水质的有机废水处理；

5、排放剩余污泥浓度高，体积小，剩余污泥处理方便简捷。

一、概述

MSBR（Modified Sequencing Batch Reactor）是改良式序列间歇反应器，是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点[1-3]，结合传统活性污泥技术，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式，结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点[4-5]。不但无需间断流量，还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。通过中试研究及生产性应用，证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。

一、MSBR的基本原理与特点

1、MSBR的基本组成

反应器的三个主要部分组成：曝气格和两个交替序批处理格。主曝气格在整个运行周期过程中保持连续曝气，而每半个周期过程中，两个序批处理格交替分别作为SBR和澄清池。如图1所示。

图1 MSBR平面布置图

2、MSBR的操作步骤

在每半个运行周期中，主曝气格连续曝气，序批处理格中的一个作为澄清池（相当于普通活性污泥法的二沉池作用），另一个序批处理格则进行以下一系列操作步骤，如图2所示。

步骤1

步骤3

步骤4

步骤6

图2 MSBR 的运行过程示意图

步骤1：原水与循环液混合，进行缺氧搅拌。

在这半个周期的开始，原水进入序批处理格，与被控制回到主曝气格的回流液混合。在缺氧和丰富的硝化态氮条件下，序批处理格内的兼性反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体，以原水及内源呼吸所释放的有机碳作为碳源，进行无氧呼吸代谢。由于初期序批处理格内MLSS 浓度高，硝化态氮浓度较高，因此碳源成为反硝化速率的限制条件。随着原水的加入，有机碳的浓度增加，提高了反硝化的速率。

来自曝气格和序批格原有的硝态氮经过反硝化得以去除。另外，该阶段运行也是序批处理格中较高浓度的污泥向曝气格回流的过程，以提高曝气格中的污泥浓度。

步骤2：部分原水和循环液混合，进行缺氧搅拌。

随着步骤1

中原水的不断进入，序批处理格内有机物和氨氮的浓度逐渐增

加。为阻止在序批处理格内有机物和氨氮的过分增加，原水分别流入序批处理格和主曝气格。使序批处理格内维持一个适当的有机碳水平，以利于反硝化的进行。混合液通过循环，继续使序批处理格原来积聚的MLSS向主曝气格内流动。

步骤3：序批格停止进原水，循环液继续缺氧搅拌。

此后中断进入序批处理格的原水。原水在剩下的操作中，直接进入主曝气格。这使得主曝气格降解大量有机碳，并减弱微生物的好氧内源呼吸。序批处理格利用循环液中残留的有机物作为电子供体，以硝化态氮作电子受体，继续进行缺氧反硝化。由于有机碳源的减少，缺氧内源呼吸的速率将提高。来自主曝气格的混合液具有较低的有机物和MLSS浓度。经循环，把序批处理格内的残余有机物和活性污泥推入主曝气格，在此进行曝气反应降解有机物，并维持物质平衡。

步骤4：曝气，并继续循环。

进行曝气，降低最初进水所残余的有机碳、有机氮和氨氮，以及来自主曝气格未被降解的有机物和内源呼吸释放的氨氮，并吹脱在前面缺氧阶段产生的截留在混合液中的氮气。连续的循环增加了主曝气格内的微生物量，同时进一步降低序批处理格中的悬浮固体，降低了MLSS浓度，有利于其在下半个周期中作为澄清池时，减少污泥量以提高沉淀池的效率。

步骤5：停止循环，延时曝气。

为进一步降低序批处理格内的有机物和氮浓度，减少剩余的氮气泡，采用延时曝气。这步是在没有循环，没有进出流量的隔离状态下进行。延时曝气使序批处理格中的BOD5和TKN达到处理的要求水平。

步骤6：静置沉淀。

延时曝气停止后，在隔离状态下，开始静置沉淀，使活性污泥与上清液有效分离，为下半个周期作为澄清池出水做准备。沉淀开始时，由于仍存在剩余的溶解氧，沉淀污泥中的硝化菌继续硝化残余的氨，而好氧微生物继续进行好氧内源呼吸。当混合液中氧减少到一定程度时，兼性菌开始利用硝化态氮作为电子受体进行缺氧内源呼吸，进行程度较低的反硝化作用。在整个半周期作为沉淀池，其出水质量是可靠的。在这一步，可以从交替序批处理格中排放剩余污泥。

第二个半周期：步骤6的结束标志着处理运行的下半个循环操作开始。通过两个半周期，改变交替序批处理格的操作形式。第二个周期与第一个半周期的6个操作步骤相同。

3、MSBR法的主要运行特点

（1）MSBR系统能进行不同配置的设计和运行，以达到不同的处理目的。

（2）每半个运行周期中，步骤的数量和每步骤所需的时间，取决于原水的特性和出水的要求。这里介绍了6个运行步骤，但所需总的步骤可以被系统设计者所选择。常常可以在实际运行中减少，以便使运行过程简单化。例如，步骤1