我国水资源短缺，特别是近年来水质污染的加剧和城市用水量的激增，随之污水处理出水标准越来越高，城镇二级污水处理厂深度处理及再生回用无疑成为解决水资源匮乏的重要途径之一。膜生物反应器（ＭＢＲ）工艺具有出水水质好、占地面积小、便于自动控制、抗冲击负荷能力强等优点，在污水处理回用领域中受到高度重视。同时，ＭＢＲ在污水再生回用和强化脱氮除磷方面得到了广泛的研究和应用。但针对城镇污水处理厂采用ＭＢＲ技术实现高效脱氮除磷及改造应用的文章还鲜有报道。
本文基于深圳市人居委计划项目———“膜生物处理技术（ＭＢＲ技术）在深圳市污水深度处理及资源化中的应用研究”课题，针对市政污水水质及处理后绿化回用的特点，结合当下污水处理厂现状，选用典型生化处理（Ａ２／Ｏ工艺与ＭＢＲ工艺相结合技术Ａ２／Ｏ—ＭＢＲ工艺具有出水水质好，占地面积小，剩余污泥产量低，抗冲击负荷能力强，方便操作管理等优点），建立Ａ２／Ｏ—ＭＢＲ工艺处理流程设备，从而确定以ＭＢＲ反应器为核心的城镇污水处理工艺流程及运行维护方法，研究不同参数运行条件下Ａ２／Ｏ—ＭＢＲ系统的运行效果，并积累对中空纤维膜的应用及设计经验，为ＭＢＲ技术应用于市政污水处理及为城镇污水处理厂深度处理改造提供依据。
１　工艺优化与试验方法
１．１　Ａ２／Ｏ—ＭＢＲ工艺优化
Ａ２／Ｏ工艺是污水处理脱氮除磷的典型工艺，在我国城镇污水处理厂二级处理中广泛应用。该工艺与ＭＢＲ技术组合成的回用工艺也常被采用。但Ａ２／Ｏ工艺在运行时存在一些不足之处：①缺氧系统位于系统中部，反硝化碳源不足，从而会影响系统脱氮效果；②内循环过大，导致严重影响除磷效果。很难同时实现高效脱氮除磷；③膜池始终处于曝气状态，污泥回流含有大量溶解氧，很难在厌氧池中形成真正的厌氧环境。针对传统Ａ２／Ｏ工艺在应用中存在的不足，为了使Ａ２／Ｏ与ＭＢＲ更恰当的结合，本工程对Ａ２／Ｏ工艺进行了如下优化：①该工艺采用多点进水。这样使系统中有机负荷比较均匀，同时也满足系统中反硝化、除磷过程中所需的碳源；②缺氧池前置。这样避免了回流污泥中携带的硝酸盐、溶解氧对厌氧区的不利影响，同时聚磷菌经历厌氧段之后直接进入好氧段，其在厌氧环境下形成的吸磷动力，得到了更有效率的利用；③内外回流统一。采用中空纤维膜过滤代替二沉池后，消除了因污泥回流量过大导致二沉池出水不稳定的现象，同时解决了因污泥回流量过大，破坏厌氧池中的厌氧环境，使工艺更加简洁、高效。
１．２　试验装置与方法
Ａ２／Ｏ—ＭＢＲ工艺流程见图１。

图１　Ａ２／Ｏ—ＭＢＲ工艺的试验装置
注：①缺氧池；② 厌氧池；③ 好氧池；④ 膜池；⑤ 潜水搅拌机；
⑥ 进水管；⑦ 曝气管；⑧ 出水管；⑨ 污泥回流管；⑩ 曝气头；
⑪穿孔曝气管；⑫柱式中空纤维膜；⑬帘式中空纤维膜；⑭真空表
污水一部分进入缺氧区，另一部分进入厌氧区。在缺氧区与厌氧区内设置潜水搅拌机。经过缺氧区与厌氧区后的混合液进入好氧区，好氧区采用微孔曝气系统，好氧区溢流分别进入两组膜池（各反应池及膜池容积见表１）。膜池内依据两类膜组件所需的曝气形式分别设置穿孔曝气管（见表２），结合真空压力表与气体流量计在运行中的读数，及时调整曝气强度，并利用自控装置实现整套系统的自动化运行。