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2025
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01
MABR膜与传统污水处理工艺对比
一、曝气方式与能耗差异
传统污水处理工艺，如活性污泥法，通常采用微孔曝气或机械曝气方式。微孔曝气通过在曝气池中布置大量微孔曝气器，使空气形成微小气泡分散于污水中，为微生物供氧；机械曝气则借助叶轮等设备高速转动，将空气卷入污水并打碎气泡。然而，这两种曝气方式都存在明显的能耗问题。微孔曝气由于气泡在上升过程中，气液传质阻力较大，氧气利用率有限，大量未被利用的氧气逸出水面，造成能源浪费；机械曝气设备运行需消耗大量电能，且随着处理规模增大，能耗急剧上升。
与之相比，MABR膜采用无泡曝气技术，其曝气膜组件由特殊的透氧膜构成。空气或在压力作用下进入膜内腔，氧气传质过膜壁，直接扩散到附着在膜外侧的生物膜内，供微生物利用。这种曝气方式传质阻力极小，氧转移速率高，几乎无气泡产生，避免了氧气的无效逸散。
二、污泥产量与处置难度
传统活性污泥法在运行过程中会产生大量剩余污泥。微生物在分解污水中有机物时，自身不断增殖，同时部分微生物老化死亡，形成以有机残体为主的污泥。一般情况下，每处理1吨生活污水，活性污泥法产生的污泥量约为0.5 - 1千克干污泥（含水率80%左右），这些污泥后续处置极为棘手。一方面，污泥含有病原体、重金属及有机污染物，若未经妥善处理直接排放，会对土壤、水体造成二次污染；另一方面，污泥脱水、干化等处理工序需投入大量资金与人力，且占用较大场地空间。
MABR膜由于其特殊的生物膜结构与运行机制，污泥产量大幅减少。微生物在曝气膜表面形成的生物膜相对稳定，微生物生长环境更接近自然状态，其增殖速率相对缓慢。
三、处理效果对比
1. 氮磷去除效率
在氮磷去除方面，传统活性污泥法存在一定局限性。对于氮的去除，其硝化与反硝化过程通常需要在不同的环境条件下分步进行。硝化反应需在好氧条件下，由硝化细菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，此过程对溶解氧要求较高；反硝化反应则要在缺氧环境下，利用反硝化细菌把硝酸盐氮还原为氮气排出水体，这就要求污水在不同区域间循环流动，以创造适宜条件，如通过内回流使硝化后的混合液回流至缺氧区。然而，这种回流方式不仅增加了能耗，而且易造成溶解氧含量波动，影响脱氮效果。
MABR膜基于其独特的微生物膜分层结构，能在同一膜表面实现同步硝化反硝化过程。生物膜外层因与污水直接接触，溶解氧浓度相对较低，适合反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源，将硝酸盐氮还原；靠近膜内的区域，由于氧气透过膜持续供应，溶解氧充足，硝化细菌在此活跃地将氨氮氧化。这种分层结构使得氮的转化过程紧密衔接，无需额外设置复杂的回流设施。
磷的去除对于传统活性污泥法同样棘手，主要依靠微生物在好氧阶段过量摄取磷，形成聚磷菌，随后在厌氧阶段释放磷，通过排放剩余污泥实现磷的去除。但该过程受污泥龄、微生物种群结构及运行工况波动影响大，磷去除不稳定，常需辅以化学除磷，投加铝盐或铁盐等药剂，这不仅增加处理成本，还可能引入二次污染。一般情况下，传统工艺单纯生物除磷效率仅30% - 50%，加上化学辅助后总磷去除率能达到70% - 80%。
MABR膜在运行过程中，由于微生物膜内环境相对稳定，微生物群落结构丰富，一些特殊的聚磷微生物能更好地生长繁殖，且膜表面的微环境有利于磷的吸附与转化。部分研究显示，在特定条件下，MABR膜的生物除磷效率可提升至60% - 70%，结合少量化学除磷药剂，总磷去除率能够突破90%，保障出水磷含量达标，降低了水体富营养化隐患，在对磷排放控制严格的地区优势显著。
2.有机物降解能力
传统活性污泥法对有机物的去除主要依赖于活性污泥中微生物的代谢作用。在曝气池中，微生物与污水充分混合，通过吸附、吸收及胞内代谢等过程，将污水中的有机物分解为二氧化碳、水及新的细胞物质。然而，该工艺存在混合不均问题，曝气产生的气泡上升过程易造成短流与死区，部分有机物未能及时与微生物接触，降解不充分。
MABR膜微生物与污水接触面积大，且由于无泡曝气，氧气供应均匀，微生物活性高。污水中的有机物在浓度差驱动下，高效扩散至生物膜内，被各类微生物迅速捕捉、分解。
通过长期驯化生物膜，使其微生物群落适应特殊有机物结构，能有效破解并降解复杂有机分子，相比传统工艺，在有机物去除深度与稳定性上均有显著提升，确保出水水质的高品质，降低了对受纳水体的有机污染负荷。
MABR膜
从能耗大户到低碳先锋！海之凰MABR技术如何重塑污水处理未来？
2025-12-02
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