随着对污水排放标准的提高以及膜成本和能耗的降低，MBR工艺由于出水水质优良、可直接回用和节省占地等优点使其在污水处理方面的应用进入高速发展时期。《水污染防治行动计划》即将出台，将撬动2万亿水务市场投资，市场基本面或将迎来大幅改观，膜生物反应器(MBR)作为当前增长速度最快的技术，无疑将带来极大的发展机遇。与此同时，由于其在城镇污水处理的规模化应用才刚起步，对现有城镇污水MBR系统，结合相关工程经验，在研究国内外成功案例和技术规范的基础上，总结城镇污水处理工程MBR工艺生化系统设计关键技术是很有必要的。
小编关注城镇污水处理工程MBR工艺生化系统已有多年，同时结合文献资料，整理部分内容，供设计院、环保公司同事借鉴。
一、膜生物反应器(MBR)工艺系统的分类
根据生化系统和膜分离系统的相对位置，膜生物反应器(MBR)可分为分置式MBR和一体式MBR两种。
分置式MBR是将膜组件放置在生化系统之外的单独的膜池内，其特点是膜组件分组明确，运行环境良好，便于独立运行和清洗、检修。一体式MBR则是将膜组件直接放置在生化系统内，其特点是节省占地，但是不利于膜组件的分组和配套管路的敷设。
二、膜生物反应器(MBR)工艺系统的选择
对于城镇污水处理工程，由于规模较大(一般均在1×10000m3/d以上)，考虑到膜组件运行环境、污泥浓度控制、脱氮除磷对DO的控制要求以及降低能耗要求等，一般均采用负压抽吸浸没式分置式MBR工艺。
A2/O—MBR工艺
该工艺中设置有两段回流，一段是膜池的混合液回流至缺氧池实现反硝化脱氮，另一段是缺氧池的混合液回流至厌氧池，实现厌氧释磷。A2/O—MBR工艺中高浓度的MLSS、独立控制的水力停留时间和污泥停留时间、回流比及污泥负荷率等都会产生与传统A2/O工艺不同的影响，具有较好的脱氮除磷效率。
A2O/A—MBR
该工艺是一种强化内源反硝化的新型工艺，该工艺利用MBR内高浓度活性污泥和生物多样性来强化脱氮除磷效果，其内部流程依次为厌氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。该工艺在传统A2O工艺后再设一级缺氧池，利用进水快速碳源完成生物除磷和脱氮后，在第二缺氧池进行内源反硝化，进一步去除TN后再利用膜池的好氧曝气作用保障出水水质。A2O/A—MBR工艺是针对进水碳源不足而同时又有较高脱氮要求的污水处理项目所开发，也是强化脱氮的MBR脱氮除磷工艺。
A(2A)O—MBR工艺
A(2A)O—MBR工艺是两段缺氧A2O工艺与MBR工艺的结合，其特点是在传统的A2O工艺中设置了两段缺氧区(缺氧区Ⅰ和缺氧区Ⅱ)，在缺氧区Ⅰ内从好氧区回流的NO-3完全被还原，实现完全反硝化；而在缺氧区Ⅱ内实现内源反硝化，节省外加碳源的投加。该工艺大大提高了污水的生物脱氮效率，同时避免了外加碳源，节约了运行费用，因此具有很高的应用价值。
3A-MBR工艺
3AMBR是依据生物脱氮除磷机理，结合膜生物反应器技术特点而形成的具有高效脱氮除磷性能的新型污水处理工艺。其内部流程依次是第Ⅰ缺氧池、厌氧池、第Ⅱ缺氧池、好氧池和膜池，膜池混合液分别回流至第Ⅰ缺氧池和第Ⅱ缺氧池。第Ⅰ缺氧池利用进水碳源和回流硝化液进行快速反硝化；接着混合液进入厌氧池进行厌氧释磷，减少了硝酸盐对释磷的影响；第Ⅱ缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液进一步反硝化脱氮；好氧池内同步发生有机物降解、好氧吸磷和好氧硝化等多种反应，彻底去除污水中的污染物；混合液再经膜过滤出水，实现了对污水中有机物和氮磷的去除。
3A-MBR工艺合理地组合了有机物降解和脱氮除磷等各处理单元，协调了各种生物降解功能的发挥，达到了同步去除各污染指标的目的，具有较高的推广应用价值。
A/A2O—MBR工艺
A/A2O—MBR工艺为3A-MBR工艺的改进工艺，设置有第Ⅰ缺氧区、厌氧区、第Ⅱ缺氧区、好氧区和膜池等5个处理单元。预处理后的污水首先按比例分配流量分别进入第Ⅰ缺氧区和厌氧区，然后依次重力流入第Ⅱ缺氧区、好氧区和膜池，最后通过膜过滤抽吸出水。
根据脱氮除磷需要设置两级回流，第一级回流是膜池的混合液回流到好氧区前端，第二级回流是好氧区的混合液分别回流到第Ⅰ缺氧区和第Ⅱ缺氧区，两者之间的流量比例通过回流渠道和调节堰来分配。前置的第Ⅰ缺氧区，优先最大限度地利用进水碳源快速完成反硝化过程，去除大部分的硝态氮。在第Ⅱ缺氧区内与部分从好氧区回流过来的富硝酸盐混合液再次混合，在长时间的缺氧条件下，可以发生内源反硝化反应，进一步去除了污水中的硝态氮。
此外，将厌氧区放在第Ⅰ缺氧区之后，使得回流液中硝态氮被充分反硝化，减少了其对聚磷菌的抑制，提高了除磷效果。
四、生化工艺的选择
生化系统形式的选择主要考虑以下几个方面:①进水水质情况，如难生物降解有机物浓度、碳氮比、碳磷比等；②出水水质要求，尤其是对脱氮除磷的效果要求等；③进水水质及水量波动情况；④气候条件等。从目前应用的工程经验来看，A2O及其变形强化工艺是众多应用在MBR脱氮除磷工艺中处理效果最为突出的，其运行管理最为方便，也是最稳定可靠的一类。