一段曝气生物滤池法主要用于处理可生化性较好的工业废水以及排放标准对氨氮等污染物质没有特殊要求的生活污水，也可以用于中水处理或微污染水源水处理，其主要去除对象为污水中的碳化有机物和截留污水中的悬浮物，即去除BOD、COD、SS；而在中水处理或微污染水处理时主要用来降解氨氮。

纯以去除污水中碳化有机物为主的曝气生物滤池称为DC曝气生物滤池，纯以降解氨氮为主的曝气生物滤池称为N曝气生物滤池。

2、两段曝气生物滤池法

两段曝气生物滤池法根据其组合形式可分为DC+N滤池组合和DN+C/N滤池组合形式。

（1）DC+N曝气生物滤池组合

DC+N滤池组合主要用于对污水中有机物的降解和氨氮的硝化。

第一段DC曝气生物滤池以去除污水中碳化有机物为主，第二段N曝气生物滤池以去除污水中氨氮污染物为主。

该组合工艺对污水中有机物和氨氮去除能力强，但对总氮的去除能力有限。 （2）DN+CN曝气生物滤池组合

在该组合工艺中，第一段为DN反硝化生物滤池。污水中的氨氮经第二段C/N曝气生物滤池硝化处理后转化为硝酸盐，并通过回流泵回流至DN反硝化生物滤池，DN生物滤池中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流水中的硝酸盐转化为氮气而起到脱氮的目的，最终去除污水中的总氮指标。

该组合工艺对污水中的有机物、氨氮以及总氮的去除能力较强。 3、三段曝气生物滤池

三段曝气生物滤池是在DC+N两段曝气生物滤池的基础上增加第三段反硝化滤池，同时可以在第二段滤池的出水中投加铁盐或铝盐进行化学除磷，所以第三段滤池也成为DN或DN-P生物滤池。

三段曝气生物滤池自国外应用较多，而在国内少用，其实，为了达到脱氮的目的，采用DN+CN生物滤池组合形式完全能满足要求，没必要采取国外的三段曝气生物滤池组合工艺。 1.1.3 MBR工艺

1）MBR工艺介绍

膜处理技术，是基于膜分离材料的水处理新技术。膜分离技术的工程应用开始于

20世纪60年代的海水淡化。以后，随着各种新型膜的不断问世，膜技术也逐步扩展到城市生活饮用水净化和城市污水处理以及医药、食品、生物工程等领域。在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，得到越来越广泛的应用。

20世纪80年代，随着膜技术的发展和完善，膜生物反应器（MBR）开始引入城市污水及垃圾填埋渗滤液的处理。这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体，具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特点。

膜技术在90年代后期发展迅速，特别是进入21世纪后，随着膜材料生产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普及化和价格大众化，膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。已经在许多大型工程应用中应用，并且可以与传统技术相竞争。

膜-生物反应器（Membrane-Bioreactor，简称MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体，具有出水水质好且稳定、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量小、操作管理简单等特点。在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，近年来在国际水处理技术领域日益得到广泛关注，在国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。

近年来，在欧美发达国家已有若干采用MBR 工艺的污水处理厂投入使用，同时还有一批更大规模的采用MBR 工艺的污水处理厂正处于设计或施工阶段，说明该工艺已全面进入成熟阶段，具有良好的应用前景。而且近年来膜的成本呈大幅下降的趋势，可以预见，未来若干年MBR 工艺中膜的费用将继续显著下降。随着膜技术的发展，膜的制造成本的下降和新型膜组件及MBR 工艺的不断开发，MBR 工艺也会得到越来越多的推广和普及。

2）MBR工艺的分类

膜生物反应器主要是由膜组件和生物反应器两部分组成，根据膜组件与生物反应器的组合方式可将膜生物反应器分为以下三种类型：分置式膜生物反应器、一体式膜生物反应器和复合式膜生物反应器。

（1）分置式膜生物反应器

分置式膜生物反应器是指膜组件与生物反应器分开设置相对独立，膜组件与生物反应器通过泵与管路相连接，分置式膜生物反应器的工艺流程如图8-12所示。

该工艺膜组件和生物反应器各自分开，独立运行，因而相互干扰较小，易于调节控制，而且膜组件置于生物反应器之外，更易于清洗更换，但其动力消耗较大，加压泵提供较高的压力，造成膜表面高速错流，延缓膜污染，这是其动力费用大的原因，每吨出水的能耗为2~10kWh，约是传统活性污泥法能耗的10~20倍，因此能耗较低的一体式膜生物反应器的研究逐渐得到了人们的重视。

图8-12 分置式膜生物反应器工艺流程

（2）一体式膜生物反应器

一体式膜生物反应器起源于日本，主要用于处理生活污水，近年来欧洲一些国家也热衷于它的研究和应用。一体式膜生物反应器是将膜组件直接安置在生物反应器内部，有时又称为淹没式膜生物反应器（SMBR），依靠重力或水泵抽吸产生的负压或真空泵作为出水动力。一体式膜生物反应器工艺流程如图8-13所示。

图8-13 一体式膜生物反应器工艺流程

该工艺由于膜组件置于生物反应器之中，减少了处理系统的占地面积，而且该工艺用抽吸泵或真空泵抽吸出水，动力消耗费用远远低于分置式膜生物反应器，每吨出水的动力消耗约是分置式的1/10。如果采用重力出水，则可完全节省这部分费用。但由于膜组件浸没在生物反应器的混合液中，污染较快，而且清洗起来较为麻烦，需要将膜组件从反应器中取出。

（3）复合式膜生物反应器

复合式膜生物反应器也是将膜组件置于生物反应器之中，通过重力或负压出水，但生物反应器的型式不同，复合式MBR是在生物反应器中安装填料，形成复合式处

理系统，其工艺流程如图8-14所示。

图8-14 复合式膜生物反应器工艺流程

在复合式膜生物反应器中安装填料的目的有两个：一是提高处理系统的抗冲击负荷，保证系统的处理效果；二是降低反应器中悬浮性活性污泥浓度，减小膜污染的程度，保证较高的膜通量。

复合式膜生物反应器中，由于填料上附着生长着大量微生物，能够保证系统具有较高的处理效果并有抵抗冲击负荷的能力，同时又不会使反应器内悬浮污泥浓度过高，影响膜通量。

3）MBR工艺的特点 （1）对污染物的去除效率高

MBR对悬浮固体（SS）浓度和浊度有着非常良好的去除效果。由于膜组件的膜孔径非常小（0.01~1μm），可将生物反应器内全部的悬浮物和污泥都截留下来，其固液分离效果要远远好于二沉池，MBR对SS的去除率在99%以上，甚至达到100%；浊度的去除率也在90%以上，出水浊度与自来水相近。

由于膜组件的高效截留作用，将全部的活性污泥都截留在反应器内，使得反应器内的污泥浓度可达到较高水平，最高可达40~50g/L。这样就大大降低了生物反应器内的污泥负荷，提高了MBR对有机物的去除效率，对生活污水COD的平均去除率在94%以上，BOD的平均去除率在96%以上。

同时，由于膜组件的分离作用，使得生物反应器中的水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）是完全分开的，这样就可以使生长缓慢、世代时间较长的微生物（如硝化细菌）也能在反应器中生存下来，保证了MBR除具有高效降解有机物的作用外，还具有良好的硝化作用。研究表明，MBR在处理生活污水时，对氨氮的去除率平均在98%以上，出水氨氮浓度低于1mg/L。

此外，选择合适孔径的膜组件后，MBR对细菌和病毒也有着较好的去除效果，这样就可以省去传统处理工艺中的消毒工艺，大大简化了工艺流程。另外，在DO浓