近年，污水处理新工艺层出不穷，新工艺的应用使得污水处理厂不再是大多数人认识的占地大、工期长以及施工复杂的工程。本文介绍的MSBR工艺就是其中的代表。

埌东污水处理厂三期工程位于广西南宁市滨湖路80号已建埌东污水处理厂一期工程的厂址内，建设规模为10万m3/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，主要建设内容有进水泵房、曝气沉砂池、改良型SBR生化池、紫外消毒渠、污泥脱水间及污泥料仓等。

埌东污水处理厂三期工程的设计进、出水水质如下表：

根据工程项目100000m3/d，Kz=1.3的处理量和上表的水质，设计MSB池为两组，单组处理能力为50000m3/d，Kz=1.3。

工艺说明

MSBR（Modified Sequencing Batch Reator）为改良式连续流序批反应工艺，它是在传统的A2/O工艺的基础上结合SBR工艺特点和接触絮凝过滤理论发展而成的一种污水处理新工艺，该方法为各种优势微生物的生长繁殖创造了最佳的环境条件和水力条件，使得有机物的降解、氨氮的硝化、反硝化、磷的释放及吸收等生化过程保持高效反应状态，有效地提高生化反应速率。该法采用组合式一体化结构，占地面积小，运行费用低，剩余污泥含固率高，污泥量少。其系统由7个单元格组成，（如图1）。

图1  MSBR系统原理图  单元1和单元7是SBR池，单元2是污泥浓缩池（泥水分离池），单元3是预缺氧池，单元4是厌氧池，单元5是缺氧池，单元6是主曝气好氧池

单元1和单元7是SBR池，单元2是污泥浓缩池（泥水分离池），单元3是预缺氧池，单元4是厌氧池，单元5是缺氧池，单元6是主曝气好氧池

MSBR的流程的实质与传统A2/O工艺一样，其工艺原理如图1所示。由于MSBR工艺强化了各反应区的功能，为各优势菌种创造了更优越的环境和水力条件，无论从理论上分析，或者实际的运行结果看，MSBR工艺是最理想的污水生物除磷脱氮工艺，同时，MSBR工艺的厌氧区还可作为系统的厌氧酸化段，对进水中的高分子难降解有机物起到厌氧水解作用，聚磷菌释磷过程中释放的能量，可供聚磷菌主动吸收乙酸、H+和e-，使之以PHB形式贮存在菌体内，从而促进有机物的酸化过程，提高污水的可生化性和好氧过程的反应速率，厌氧、缺氧和好氧过程的交替进行使厌氧区同时起到优化选择器的作用。

进厂污水经预处理工序直接进入MSBR反应池的厌氧池与预缺氧池的回流污泥混合，富含磷污泥在厌氧池进行释磷反应后进入缺氧池，缺氧池主要用于强化整个系统的反硝化效果，由主曝气池至缺氧池的回流系统提供硝态氮。缺氧池出水进入主曝气池经有机物降解、硝化、磷吸收反应后再进入序批池Ⅰ或序批池Ⅱ。如果序批池Ⅰ作为沉淀池出水，则序批池Ⅱ首先进行缺氧反应，再进行好氧反应，或交替进行缺氧、好氧反应。在缺氧、好氧反应阶段，序批池的混合液通过回流泵回流到泥水分离池，分离池上清液进入缺氧池，沉淀污泥进入预缺氧池，经内源缺氧反硝化脱氮后提升进入厌氧池与进厂污水混合释磷，依次循环。

泥水分离池将从SBR池回流的污泥作了2~3倍的浓缩，同时将进入预缺氧池及厌氧池的回流量减少了70%以上，从而强化了系统的除磷效果。当进入预缺氧池的流量从1Q减少到0.25Q时，其实际停留时间增加了3倍，也即反硝化反应的反应时间增加了3倍，而当其污泥浓度增加了2倍时，微生物内源降解所带来的反硝化反应速率增加了1倍，也即NOx-N的总去除率增加至8倍，将预缺氧池的反应体积减少一半后，其NOx-N的总去除率仍是无泥水分离区的4倍，使得进入预缺氧池的NOx浓度在最低点，保证厌氧区的厌氧状态及厌氧区的VFA能被聚磷菌优先使用。

进入厌氧区的NOx得到控制后，使得异养细菌能在厌氧条件下，强化非VFA有机物对VFA的酸化反应，污泥浓度的增加提升了厌氧区异养细菌的总量，更进一步促进了酸化反应的速率。而进入厌氧区的回流液从1Q减少到0.25Q使得厌氧区的实际反应停留时间增加了60%，更进一步增加了酸化反应的VFA总产量。与此同时，由于回流的污泥几乎不存在任何废水有机碳源及VFA，当回流液体从1Q减少到0.25Q时，其对厌氧区VFA的稀释效应大大降低，此效应可将厌氧区的VFA增加到1.6倍。由于厌氧区VFA的浓度是决定聚磷菌释磷速率的关键因素，上述VFA浓度效应的上升大大提高了聚磷菌的整体反应速率，而60%的实际反应时间增加及厌氧区污泥浓度的上升则进一步提升了VFA吸附及PHB转化的总量。

图2  MSBR系统流程示意图

单元6至单元7的回流，可根据对反硝化速率要求的高低，通过变速调节回流泵来改变系统的回流量。将曝气池至缺氧池最大回流量设计在4Q，为避免聚磷菌在预缺氧池中进行吸附释放，预缺氧池至厌氧池的污泥泵可变速调节，以保证预缺氧池的NOx-N控制在1~2.5mg/L，污泥泵的调节由预缺氧池的硝酸盐在线监测仪控制。

序批池至泥水分离池的回流泵同样可进行变速调节，以保证整个系统的污泥平衡。MSBR反应池的工艺流程如图2所示。

MSBR工艺优点

MSBR经过不断的研究与改进，其技术与开发初期相比有了很大的提高。Unitank与MSBR类似之处都是改良型的SBR，都具有节省用地、易于实现自动化的优点，与Unitank、A2/O等工艺相比，MSBR具有如下优势：

从占地面积来看，MSBR因为采用了集约型的一体化设计及深池型结构，不设单独的二沉池和回流泵房，大大提高了土地的利用率。

MSBR系统是从连续运行的单元（即厌氧池或好氧池）进水，而不是从SBR（旁边的起沉淀作用的池子）进水，这样就将大部分好氧量从SBR池转移到连续运行池中。由于SBR池中的曝气及搅拌设备都不是连续运行的，将需氧量移到了主曝气池即改善了设备的利用率。对生物除磷来说，连续的厌氧池进水可大大提高厌氧区BOD5及VFA（挥发性脂肪酸）的浓度，从而改善除磷效果。

由于所有的生化反应都与反应物的浓度有关，连续的厌氧池进水加速了厌氧反应速率。厌氧后的污水进入缺氧池及曝气池，也即提高了缺氧区的反应速率以及曝气区的BOD5降解速率和硝化反应速率，从而改善了系统的整体处理效应，使得出水水质更好及系统的体积效率大大提高，即系统的F:M值和容积负荷大大提高，从而缩小了系统的体积。

图3  采用MSBR工艺后的产水效果

MSBR增加了低水头、低能耗的回流设施，从表面上看是增加了设备量和运行能耗。但是从更深层次来看问题，增加的基建费用及能耗有限，而回流设备极大地改善了系统中各单元内MLSS的均匀性，即增加了连续运行单元的MLSS浓度（特别是提高了硝化反应的反应速率）和减少了SBR池的MLSS浓度，这样使得SBR池沉淀出水时的污泥厚度大为降低，从而降低了出水中的悬浮物及由悬浮物带出的有机物数量（在出现水量冲击负荷时更为明显）。

MSBR系统的SBR池在起始阶段采用缺氧运行。缺氧运行能利用硝酸盐作为氧源来进行微生物的自身硝化反应，稳定了活性污泥、减少了污泥产量，同时也降低了需氧量及能耗。同时，交替运行抑制了丝状菌的生存，缺氧运行也就改善了污泥的絮凝性能、沉降性能及浓缩性能，使得预沉淀区的污泥层更稳定，厚度也更小，进一步保证了悬浮物不会被出水带走。

MSBR系统的SBR池的水力条件经过了专门的处理。中间的底部挡板避免了水力射流的影响，从而改善了水力运行状态。在SBR池切换为沉淀池出水前的预沉淀过程中，在它的下部形成了一个高浓度的污泥层。该池的进水由SBR池的底部配水槽进入，穿过污泥层，污泥层起着接触过滤的作用，也即在利用来自曝气池混合液的硝酸盐作为氧源进行污泥自身硝化稳定的同时将进水中的悬浮物滤除。更确切地说，MSBR系统的SBR池在出水时起到的是滤池的作用而不是沉淀的作用，这与Unitank的SBR池的工作原理有着本质的区别。

MSBR系统采用空气堰控制出水，而Unitank采用出水初期放空的形式排除已经进入集水槽内的悬浮固体。空气堰防止了曝气期间的任何悬浮物进入出水堰，从而有效地控制了出水悬浮物。

最新的MSBR-BNR除磷系统附带了一项最新的除磷工艺专利。在回流污泥进入厌氧池前增加了一个污泥浓缩区。这样就减少了硝酸盐进入厌氧区机会，减少了VFA因回流而造成稀释，增加了厌氧区的实际停留时间，从而大大提高了除磷效率。

MSBR的SBR池有延时氧化阶段，而Unitank在运行时它的SBR池无延时氧化阶段，即Unitank在停止进水时立即停止曝气、开始沉淀，这就使得有些有机物可能残留在SBR池内随出水带出。

MSBR一体化模块设计，各单元均共壁构造，便于整体加盖进行尾气脱臭处理。

小结

MSBR系统是由A2O系统与SBR系统串联组成，并集合了A2O与SBR的特点，出水水质稳定、高效，并有较强的耐冲击负荷能力。