MSBR工艺的运行管理实践
MS BR工艺首先在委内瑞拉等南美国家使用 ，经过不断发展 ，现在普遍采用的是 MS BR的第三代技术。MS BR工艺流程简洁、 控制灵活、 单元操作简单而且占地省 ，被认为是目前最新、 集约化程度最高的污水处理技术之一。深圳盐田污水处理厂即采用了该工艺 ，另外无锡新区污水处理厂、 上海松江东部污水处理厂和太原钢铁厂生活污水处理厂也采用了该工艺。
1 MSBR的运行模式
深圳盐田污水处理厂的平面布置见图 1。MS BR工艺的核心可归结为 A /A /O 工艺和S BR工艺的结合 ，通过 7个单元 (如图 1所示 )的巧妙组合和回流的设置 ，实际上蕴涵着多种运行模式 ，运行时可根据进、 出水水质灵活调整。
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① MUCT运行模式。在厌氧池之前设置了浓缩池和预缺氧池 ，污泥回流首先进入浓缩池 ，这样设置可以起两方面的作用：其一 ，污泥经过浓缩后浓度提高 ，可节省回流的能耗和增加系统抗冲击负荷的能力;其二 ，回流污泥中的硝酸盐 ，一部分通过上清液回流而被分离 ，剩余的则在预缺氧池被反硝化去除 ，从而避免了硝酸盐对厌氧池磷释放反应的影响。
② 倒置 A /A /O模式。运行中可停用好氧池(6单元 )到缺氧池 (5单元 )的回流泵 ，将 5单元也作为厌氧池使用 ，这时反硝化反应主要在预缺氧池完成。
③ 五段式 Bardenpho工艺模式。S BR池可以好氧运行 ，也可以缺氧 /好氧运行 ，运行方式和时间设置可调。当 S BR池接 A /O方式运行时 ，整个系统即包含了厌氧 /缺氧 /好氧 /缺氧 /好氧五段 ，除磷脱氮以及有机物的去除可以得到很好的保证。
④ 改良 A /A /O模式。MS BR系统被设置为两点进水： 80%进入厌氧池 ， 20%进入浓缩池 ，进水方式比较灵活 ，其中浓缩池的进水点是可选择的 ，可以为 2、 3单元的预缺氧反硝化反应提供碳源 ，进一步保证反硝化脱氮的效果。
由此可见 ，MS BR工艺集合了多种除磷脱氮工艺的原理 ，兼有传统 A /A /O系列工艺空间分隔和S BR时间序列的特点 ，从而使除磷脱氮效果得到多种措施的保障 ，增加了运行管理的灵活性和出水水质的稳定性。
2 MS BR工艺的运行管理
2.1 对污染物的去除
MS BR生物反应池的停留时间较长 (如 HRT =14 h) ，污染物有充足的时间被降解去除。污水进入厌氧池经历释磷反应后在缺氧池进行反硝化 ，大量的有机碳源被利用;进入好氧池和后续的 S BR反应池后 ，混合液中的基质浓度已经很低 ，这为硝化菌创造了优势生长的条件;在好氧反应期间氨氮转化为硝态氮 ，同时有机污染物被降解 ，磷被充分吸收到污泥絮体内;澄清出水时，污染物得到了很好的去除;回流的污泥先经过预缺氧脱氮后才回到厌氧池 ，避免了硝酸盐氮对厌氧反应的干扰。因此 ，MS BR系统对碳源的分配利用比较合理 ，前段利用推流式的空间控制、 能级分布的特点，后续 S BR在低能级点运行 ，以稳定出水水质及进行泥水分离 ，从而优化了反应速率组合 ，改善了系统的整体效应。值得一提的是 ， S BR池中部设置了底部挡板，它不仅避免了水力射流对出水区域的影响 ，并且改善了水力状态，使 S BR池进水端的流态是由下而上 ，悬浮的污泥床起着截流过滤的作用 ，大大加强了澄清效果;另外MS BR工艺采用空气出水堰潜流出水 ，使得水中 SS得到很好的去除 ，也对水中总磷的去除起了很大的作用。南方某厂的运行数据表明： MS BR工艺对COD的去除率为 86% ，出水 BOD5 和 SS均在 10mg/L以下 ，去除率 > 90% ，对磷的去除效果更好 ，出水磷 < 0 . 5 mg/L。
2.2 浓缩池、 预缺氧池的运行管理
MS BR工艺在厌氧池前设浓缩池 ( 2单元 )和预缺氧池 (3单元 ) ， 2单元的沉降作用不仅提高了回流污泥的浓度还将富含硝酸盐的上清液分离 ， 3单元主要依靠污泥絮体的内源反硝化作用 ，尽管该反应机理的研究尚不充分，但实践表明其效果显著(实测 3单元硝酸盐浓度可达 0 . 1 mg/L以下 )。实际运行中需控制 3单元的停留时间 ，若时间过长 ，硝酸盐浓度虽可以降得很低 ，但同时会造成磷的无效释放 ，因此在管理上需每天监测 3单元的污泥浓度(保持其浓度是 6单元浓度的 3倍左右 ) ，经常检测上清液的 NO-3 - N和 TP，并以此为指导调节 1或 7单元至 2单元和 3单元至 4单元的回流比。当反硝化不充分时 ，还可以将 2单元的进水阀门打开 ，适度补充外加碳源。
2.3 缺氧池的运行管理
MS BR工艺设置缺氧池 ( 5单元 )用于好氧池回流液反硝化脱氮。由于磷的释放反应和反硝化反应竞争碳源 (DBOD) ，所以实际运行时可根据进水碳源来调节运行方式。南方某厂进水 BOD5 平均为120 mg/L，DBOD5为 80～90 mg/L，不足以同时满足除磷脱氮的需要 ，运行时就需根据磷的去除情况来调节 6单元到 5单元的回流比 ，或者停用该回流 ，将2单元的上清液回流到 5单元 ，这样既可节省能耗又可以在满足磷释放反应需求的基础上充分利用 5单元来脱除硝酸盐和回收碱度。
2.4 脱氮的运行管理
脱氮的效果取决于工艺运行条件和进水水质，进水中必须有足够的碱度进行硝化 ，又须有足够的碳源完成反硝化。南方某厂进水主要为城市生活污水 ，总碱度为 180 mg/L左右 ，可用碱度为 150 mg/L左右 ，出水一般要带走 50 mg/L左右碱度 ，因此可供硝化利用的碱度为 100 mg/L左右。按照 G B 18918—2002一级 B标准的出水氨氮应小于 8 mg/L，则至少要削减 27 mg/L以上的氨氮 ，由于硝化耗碱量为7 . 14 mg碱度 /mgN，所以进水碱度不足 ，对氨氮的硝化会造成一定的影响。MS BR工艺设置了预缺氧 (3单元 )、 缺氧 ( 5单元 )和 S BR的缺氧反应三个反硝化段 ，运行中可灵活设置运行参数 ，充分利用反硝化作用来回收碱度。若氨氮的去除效果不佳 ，可以适当投加纯碱 (Na2 CO3 )来驯化污泥 ，实践表明其效果很好 ，出水氨氮可达到 2 mg/L以下。
2.5 泥龄的确定
除磷要求泥龄短 ，脱氮则要求泥龄长 ，因此对于兼有除磷脱氮功能的工艺而言 ，泥龄的确定很重要。MS BR工艺的设计泥龄为 8～12 d，实际泥龄则需根据温度、 水质、 污泥生长速度等因素来具体确定。实际生产中可基本保持其他运行参数不变 ，调节剩余污泥排放量 ，考察不同 MLSS与除磷脱氮的关系 ，可以明显观察到随着 MLSS的增加 (泥龄延长 ) ，出水TP上升而 NH3 - N下降的趋势 ，经过多次观察即可找到既能满足除磷又能符合脱氮要求的最佳泥龄范围。以南方某厂的实际运行数据来看 ， 6单元的MLSS维持在 2 000～2 500 mg/L的范围内 ，脱氮除磷同时达到较好的效果。
3 MS BR运行管理的难点
3.1 空气堰的管理
空气堰出水是 MS BR工艺的一大特色 ，使 MSBR反应池始终保持满水位、 恒水位运行 ，反应池的容积利用率高。空气堰对自控的要求比较高 ，由于 S BR单元在交替反应和出水 ，空气堰必须保证在设定的周期内准确动作 ，因此直接关系到系统运行的稳定性 ，是运行管理的重点和难点。空气堰需不断进行进气 /放气的操作 ，即使在不出水时段也需不断补气以满足液位控制要求 ，因此触点开关动作频繁 ，需要经常检查和维护。在空气堰内以气压控制液位是通过三根电极实现的 ，电极易因表面的绝缘层腐蚀、 破损、 被纤维状杂物缠绕等产生误信号 ，所以需要定期维护。空气堰最大的问题是容易产生虹吸 (尤其是在水量大时 ) ，造成出水水量不均 ，池面液位变化以致影响回流量 ，虹吸结束时造成空气堰罩的震动等 ，甚至会造成跑泥 ，影响出水水质。实际运行中需特别注意这种现象 ，一旦频繁发生 ，可改变进气方式予以解决。
3.2 曝气管膜的管理
可提升式曝气器为曝气管膜的维护带来了便利 ，可将曝气架提升到池面上进行维护而无需将反应池放空。由于曝气管膜表面易长生物膜、 被杂物堵塞、 破损等可能的原因 ，都会改变整套曝气器的风压分布 ，造成出气不均而影响其曝气效率 ，运行中需定期根据鼓风机风压值、 观察池面曝气状态等定期检查维护曝气管膜。美中不足的是 ，供气环网支口与曝气器进气口之间的软连接长度不够 ，无法将曝气器提升到接近液面的位置来观察管膜的具体运行状况 ，难以确切找出破损或漏气的部位。
3.3 浮渣的管理
由于 MS BR采用空气堰潜流出水 ，各单元之间通过底部连通或回流泵回流 ，所以浮渣一旦进入系统就富集于池面。设计上 3、 4、 5、 1或 7单元都设置了浮渣收集管 ，但没有刮渣装置 ，仅仅靠水流推动浮渣进集渣管 ，效果欠佳。因此对于 MS BR工艺应选用除渣效果好的细格栅 ，在源头减少浮渣 ，同时改进池面集渣方式并加强池面的保洁工作。
4 结语
MS BR工艺由于结合了传统 A /A /O和 S BR的优点 ，在污染物去除 ，尤其是氮、 磷的同时去除上有较大的优势 ，出水水质优且稳定。MS BR本身蕴涵了多种运行调整的灵活性的同时也对生产管理者提出了一定的要求 ，需吃透其设计原理才能找到 MS2BR的最佳运行状态。另外，MS BR毕竟是新工艺，运行中出现的一些问题也值得总结 ，以供设计、 管理单位借鉴。
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