新污水处理技术MSBR法解析

MSBR(ModifiedSequencingBatchReactor)是改良式序列间歇反应器，是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点。结合传统活性污泥法技术，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，又能在反应器充满并在恒定液位下连续进水。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。不但需间断流量，还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。通过中试研究及性，证明MSBR法是一种效、可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。

1MSBR法的基本原理与点

1.1MSBR的基本组成

反应器由三个主要部分组成：曝格和两个交替序批处理格。主曝格在整个周期过程中保持连续曝，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。

1.2MSBR的操作步骤

在每半个周期中，主曝格连续曝，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)，另一个序批处理格则进行以下一系列操作步骤，

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机碳作为碳源，进行氧呼吸代谢。由于初期序批处理格内MLSS浓，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，机碳的浓度增加，提高了反硝化的速率。来自曝格和序批格原的硝态氮经反硝化得以去除。另外，该阶段也是序批处理格中较高浓度的污泥向曝格回流的过程，以提高曝格中的污泥浓度。

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，序批处理格内机物和氨氮的浓度逐渐增加。为阻止在序批处理格内机物和氨氮的过分增加，原水分别流入序批处理格和主曝格。使序批处理格内维持一个适当的机碳水平，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，直接进入主曝格。这使得主曝格降解大量机碳，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。由于机碳源的减少，缺氧内源呼吸的速率将提高。来自主曝格的混合液具较低的机物和MLSS浓度。经循环，把序批处理格内的残余机物和活性污泥推入主曝格，在此进行曝反应降解机物，并维持物质平衡。

步骤4：曝，并继续循环。

进行曝，降低初进水所残余的机碳、机氮和氨氮，以及来自主曝格未被降解的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。连续的循环增加了主曝格内的微生物量，同时进一步降低序批处理格中的悬浮固体，降低了MLSS浓度，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。

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

步骤6：静置沉淀。

延时曝停止后，在隔离状态下，开始静置沉淀，使活性污泥与上清液效分离，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。

在整个半周期过程中，此时序批处理格中上清液的BOD、TKN、氨、硝酸盐、亚硝酸盐的浓度低，悬浮固体总量也少，因此该序批处理格在下半个周期作为沉淀池，其出水质量是可靠的。在这一步，可以从交替序批处理格中放剩余污泥。二个半周期：步骤6的结束标志着处理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。二个半周期与*个半周期的6个操作步骤相同。

2MSBR法的主要特点

(1)MSBR系统能进行不同配置的设计和，以达到不同的处理。

(2)每半个周期中，步骤的数量和每步骤所需的时间，取决于原水的性和出水的要求。这里了6个步骤，但所需总的步骤可以被系统设计者所。常常可以在实际中减少，以便使过程简单化。例如，步骤1和步骤2能通过延长步骤1和减少步骤2的时间来合并这两步为一步。增加步骤1的时间则增加序批处理格机碳的量，这使得在不进原水的缺氧混合时间需要更长，以平衡步骤3.也可以增加步骤，进行更多的缺氧好氧序批操作，来处理机物和氨氮浓度更高的原水，以达到更低出水总氮的要求。

(3)在每半个循环中，原水大部分时间是进入主曝格。接着是部分或部污水进入作为SBR的序批处理格。在主曝格中完成了大部分机碳、机氮和氨氮的氧化。另外，主曝格在完混合状态下连续曝，创造了一个稳定的生物反应环境。这使得整个设备能承受冲击负荷的影响。

(4)从序批处理格到主曝格的循环流动，使得前者积聚的悬浮固体运送到了后者。循环也把主曝格内的被氧化的硝化氮运送到在半个循环的大部分时期处在缺氧搅拌状态下的序批处理格，实现脱氮的。

(5)污泥层作为一个污泥过滤器，对改善出水质量和缺氧内源呼吸进行的反硝化重要。

3MSBR法的与发展

MSBR技术已在几个污水处理。位于加拿大Saskatchewan的Estevan污水处理则为一实例。虽然由于严寒造成一些冰冻问题，但污水还是取得了相当好的处理效率。平均温度为13℃，系统处理效果。

实践表明MSBR是一种可连续进水、的污水处理工艺，且简单，容积小，单池。易于实现计算机。在较低的投资和下，能效地去除含高浓度BOD5、TSS、氮和磷的污水。总之，系统在低HRT、低MLSS和低温情况下，具优异的处理能力。MSBR技术的研究与发展方向如下：

(1)MSBR技术的进一步发展是生物除磷或同时脱氮除磷。目前同济大学环境科学与工程学院对此正在作进一步的研究，并已取得了重要理论意义与价值的研究成果。

(2)MSBR系统可以各种不同配置，例如沟(渠)形式，并且现在已经在开发研究。

(3)MSBR生物处理的动力学研究，以提供普遍的设计和依据。

(4)MSBR过程化控制的研究，以实现系统的各操作过程具适应性和*控制。由于系统各格互联、交替操作，且可以通过、组合与取舍操作步骤，调整各操作步骤时间来控制，其过程比较复杂。此外，如果进水水质变化，MSBR法的过程更具非线性、时变性与模糊性的点，难于用数学模型根据传统控制理论进行效控制，因此对MSBR法这样复杂系统进行在线模糊控制，将能得到其它法实现的令人满意的控制效果。