目前，我國城鎮(zhèn)污水處理多以氧化溝、A/O、A2/O、CASS等工藝為主，但這些工藝普遍存在處理效率低、占地面積大、有機剩余污泥產(chǎn)量大、污水處理難以實現(xiàn)同步回用等問題。

        近年來，隨著水資源短缺及污泥處置問題的突出，污水資源化及污泥減量化要求日益迫切，以膜生物反應器為代表的新工藝開始得到應用。

        膜生物反應器（Membrane Bioreactor，簡稱MBR）是一種將膜分離技術與生物處理單元相結合的新型污水處理技術。具有處理效率高、運行穩(wěn)定、出水可滿足回用要求等諸多優(yōu)點，受到廣泛關注。

        1 膜生物反應技術（4S-MBR）簡介

        4S-MBR是金達萊公司自主研發(fā)的一種以膜生物反應器為基礎，反應器內活性污泥濃度大，運行能耗低，可實現(xiàn)基本不排放有機剩余污泥的污水處理新工藝，其特點“4S”主要體現(xiàn)在污水污泥同步（Sewage and Sludge Treating Synchronization）、處理回用同步（Treating and Recycling Synchronization）、脫氮除磷同步（Denitrifying and Dephosphorizing Synchronization）、節(jié)能高效同步（Saving and Efficiency Synchronization）方面。

        1.1 4S-MBR工藝流程（見圖1）

        污水經(jīng)提升泵提升后進入兼氧/好氧區(qū)（主要目的是控制前端硝化反應，優(yōu)化后段氨氮及硝酸鹽比例），隨后污水進入膜生物反應區(qū)，由于膜的截留作用，反應區(qū)內形成高濃度的活性污泥，主要污染物（有機負荷及氨氮）在此區(qū)得到強化降解，出水可達到城市生活回用水標準要求。

        1.2 適用規(guī)模

        根據(jù)實際情況，4S－MBR技術既可用于制造日處理幾十噸水量的一體化污水處理裝置，也可用于建造日處理上萬噸水量的污水集中處理工程，其適用處理水量從1t/d到10萬t/d不等，既能集中處理也可分散處理，適應性較強。

        4S-MBR一體化污水處理裝置見圖2，4S-MBR污水集中處理工程見圖3。

        1.3 4S-MBR技術主要特點

        （1）處理效果好，出水可達到回用水平

        由于膜的高效截留作用，反應器內活性污泥濃度大，污染物去除效率高，出水達到并優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質》（GB/T18920-2002）標準，可實現(xiàn)污水就近回用。

        （2）污泥產(chǎn)生量小

        該工藝通過強化有機污泥在系統(tǒng)中的自身消化，實現(xiàn)了有機污泥在系統(tǒng)中的大幅度減量。同時系統(tǒng)通過不排泥方式運行，污泥自身消化速率達到動態(tài)平衡，反應器內維持了與進水水質相匹配的高濃度活性污泥，基本不排放有機剩余污泥。

        （3）能同步脫氮除磷

        該工藝通過提高氣化除磷微生物在生化系統(tǒng)中的比例，強化了“氣化除磷”效果，突破了傳統(tǒng)排泥除磷的技術觀念。系統(tǒng)通過優(yōu)化反應器結構，強化了系統(tǒng)的脫氮除磷效果，實現(xiàn)了單一膜生物反應器連續(xù)式高效脫氮除磷，達到國內外高效脫氮除磷生化處理工藝水平。

        （4）運行能耗較低

        該工藝通過改變傳統(tǒng)單一好氧膜生物反應器工藝以好氧微生物為主的菌相結構及提高氧利用率，減少了系統(tǒng)生化需氧量及曝氣沖刷無效能耗，使該技術在各項技術指標優(yōu)于常規(guī)生化工藝的情況下，綜合運行成本與常規(guī)生化工藝相當。

        （5）可實現(xiàn)無人值守

        系統(tǒng)通過采用PLC自動控制及GPRS遠程監(jiān)控，基本可實現(xiàn)無人值守運行，大大降低了廢水處理站操作人員的配備數(shù)量和勞動強度。

        （6）運行成本低

        4S-MBR工藝占地面積較常規(guī)工藝大幅減少，布局靈活，系統(tǒng)通過降低運行能耗，噸水運行電耗僅0.36kW·h/m3，噸水處理成本僅0.3～0.5元。