在城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域，活性污泥法及其衍生工藝長期占據(jù)主導(dǎo)地位，但普遍存在流程長、構(gòu)筑物多、剩余污泥產(chǎn)量大、運行管理復(fù)雜等問題。膜生物反應(yīng)器（MBR）雖然提高了出水水質(zhì)和占地面積效率，但傳統(tǒng)好氧MBR存在能耗高、膜污染快、需要頻繁排泥等短板。在此背景下，兼氧膜生物反應(yīng)器（FMBR）作為一種新型生活污水處理工藝，通過營造以兼性厭氧菌為主的共生環(huán)境，實現(xiàn)有機(jī)物、氮、磷以及有機(jī)剩余污泥在同一單元內(nèi)的高效降解，成為近年來生活污水處理領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

所謂“兼氧FMBR”，是在單一反應(yīng)器內(nèi)利用膜分離技術(shù)與兼性復(fù)合菌群協(xié)同作用，使污水中的有機(jī)碳（C）、氮（N）、磷（P）以及增殖的微生物（污泥）在共生食物鏈中被同步降解，從而顯著簡化工藝流程、減少剩余污泥排放并降低運行能耗。

二、兼氧FMBR的工藝原理：微生物共生下的“一池多能”

兼氧FMBR的核心思想，是利用微生物共生原理，在反應(yīng)器內(nèi)建立由兼性厭氧菌、好氧菌、硝化菌、反硝化菌等組成的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對多種污染物的協(xié)同去除。

有機(jī)物去除（C的降解）：在兼氧FMBR系統(tǒng)中，污泥以兼性厭氧菌為主，有機(jī)物降解主要依靠高濃度兼性厭氧菌群完成。大分子有機(jī)物先被吸附在微生物表面，經(jīng)胞外酶水解為小分子有機(jī)物，再進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被氧化分解，最終轉(zhuǎn)化為CO?和H?O等穩(wěn)定物質(zhì)。由于兼性厭氧菌對溶解氧的需求較低，曝氣的主要作用從“供氧”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;膜絲沖刷”和“混合液循環(huán)”，顯著降低了曝氣能耗。

高效脫氮機(jī)制-FMBR系統(tǒng)通過三種主要途徑實現(xiàn)高效脫氮：

1、同步硝化反硝化（SND）：膜區(qū)曝氣產(chǎn)生的氣提作用使混合液在好氧區(qū)和缺氧區(qū)之間循環(huán)交替，在好氧區(qū)完成硝化，在缺氧區(qū)完成反硝化，同一反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)同步硝化反硝化。

2、短程硝化反硝化：在長泥齡條件下，系統(tǒng)易于實現(xiàn)亞硝酸鹽積累，將硝化過程控制在NO??階段，直接以NO??作為電子受體進(jìn)行反硝化，減少供氧和碳源需求。

3、厭氧氨氧化：在特定條件下，系統(tǒng)內(nèi)可富集厭氧氨氧化菌，以NO??為電子受體將NH??氧化為N?，實現(xiàn)高效低能耗脫氮。

4、氣化除磷新途徑：傳統(tǒng)生物除磷需要通過排放剩余污泥實現(xiàn)，而化學(xué)除磷則投加藥劑，產(chǎn)生大量化學(xué)污泥。FMBR工藝?yán)媚ど锓磻?yīng)器強(qiáng)化生物脫氮除磷，并通過“氣化除磷”途徑，使部分磷以氣態(tài)磷化氫（PH?）形式從系統(tǒng)中逸出，從而減少排泥壓力和藥劑消耗。

三、FMBR生活污水處理系統(tǒng)的典型流程與構(gòu)成

用于生活污水處理的FMBR系統(tǒng)，一般由預(yù)處理單元、FMBR反應(yīng)單元、膜組件及自控系統(tǒng)等組成：

1、預(yù)處理單元：包括格柵、調(diào)節(jié)池等，用于去除大塊漂浮物、無機(jī)砂礫，并均化水質(zhì)水量，防止膜組件被大塊雜物堵塞或損壞。

2、FMBR反應(yīng)池：是核心生化反應(yīng)區(qū)，完成有機(jī)物降解、硝化反硝化、氣化除磷等過程。通過曝氣系統(tǒng)的合理布置，在反應(yīng)池內(nèi)形成好氧、缺氧、厭氧交替的微環(huán)境。

3、膜組件：通常采用浸沒式膜組件，置于反應(yīng)池內(nèi)或膜池中，通過負(fù)壓抽吸出水。膜的高效截留作用使反應(yīng)器內(nèi)維持高污泥濃度，提高容積負(fù)荷，并保證出水SS和濁度接近于零。

4、自控與在線監(jiān)測系統(tǒng)：通過PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動運行、在線監(jiān)測和故障報警，可實現(xiàn)無人值守或少人值守，適合分散式生活污水處理站點。

四、FMBR生活污水處理技術(shù)優(yōu)勢：為什么FMBR適合生活污水處理？

與傳統(tǒng)活性污泥法和常規(guī)MBR工藝相比，F(xiàn)MBR在生活污水處理方面具有顯著優(yōu)勢：

1、流程簡單、占地?。涸趩我环磻?yīng)器內(nèi)完成有機(jī)物降解、脫氮除磷和泥水分離，省去初沉池、二沉池及污泥回流系統(tǒng)，構(gòu)筑物數(shù)量少，占地面積小，適合用地緊張的城市小區(qū)、村鎮(zhèn)以及旅游景區(qū)。

2、剩余污泥量少：通過共生食物鏈和長泥齡運行，有機(jī)剩余污泥被內(nèi)源代謝和共生菌群消耗，排泥周期可延長至數(shù)月甚至半年以上，大幅降低污泥處理處置費用。

3、能耗和運行成本較低：兼氧環(huán)境降低了對溶解氧的需求，曝氣主要服務(wù)于膜沖刷和混合液循環(huán)，使系統(tǒng)整體曝氣能耗低于傳統(tǒng)好氧MBR，噸水電耗明顯下降。

4、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定：膜的高效截留作用保證了出水SS和濁度極低，對COD、NH?-N、TP等指標(biāo)有較高去除率，出水可達(dá)到一級A或更高標(biāo)準(zhǔn)，有利于中水回用。

5、適應(yīng)能力強(qiáng)、管理簡便：對水質(zhì)水量波動具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，自動化程度高，適合管理水平相對薄弱的村鎮(zhèn)和分散式污水處理項目。