在城鎮污水處理領域，活性污泥法及其衍生工藝長期占據主導地位，但普遍存在流程長、構筑物多、剩余污泥產量大、運行管理復雜等問題。膜生物反應器（MBR）雖然提高了出水水質和占地面積效率，但傳統好氧MBR存在能耗高、膜污染快、需要頻繁排泥等短板。在此背景下，兼氧膜生物反應器（FMBR）作為一種新型生活污水處理工藝，通過營造以兼性厭氧菌為主的共生環境，實現有機物、氮、磷以及有機剩余污泥在同一單元內的高效降解，成為近年來生活污水處理領域的重要發展方向。

所謂“兼氧FMBR”，是在單一反應器內利用膜分離技術與兼性復合菌群協同作用，使污水中的有機碳（C）、氮（N）、磷（P）以及增殖的微生物（污泥）在共生食物鏈中被同步降解，從而顯著簡化工藝流程、減少剩余污泥排放并降低運行能耗。

二、兼氧FMBR的工藝原理：微生物共生下的“一池多能”

兼氧FMBR的核心思想，是利用微生物共生原理，在反應器內建立由兼性厭氧菌、好氧菌、硝化菌、反硝化菌等組成的復雜生態系統，從而實現對多種污染物的協同去除。

有機物去除（C的降解）：在兼氧FMBR系統中，污泥以兼性厭氧菌為主，有機物降解主要依靠高濃度兼性厭氧菌群完成。大分子有機物先被吸附在微生物表面，經胞外酶水解為小分子有機物，再進入細胞內部被氧化分解，最終轉化為CO?和H?O等穩定物質。由于兼性厭氧菌對溶解氧的需求較低，曝氣的主要作用從“供氧”轉變為“膜絲沖刷”和“混合液循環”，顯著降低了曝氣能耗。

高效脫氮機制-FMBR系統通過三種主要途徑實現高效脫氮：

1、同步硝化反硝化（SND）：膜區曝氣產生的氣提作用使混合液在好氧區和缺氧區之間循環交替，在好氧區完成硝化，在缺氧區完成反硝化，同一反應器內實現同步硝化反硝化。

2、短程硝化反硝化：在長泥齡條件下，系統易于實現亞硝酸鹽積累，將硝化過程控制在NO??階段，直接以NO??作為電子受體進行反硝化，減少供氧和碳源需求。

3、厭氧氨氧化：在特定條件下，系統內可富集厭氧氨氧化菌，以NO??為電子受體將NH??氧化為N?，實現高效低能耗脫氮。

4、氣化除磷新途徑：傳統生物除磷需要通過排放剩余污泥實現，而化學除磷則投加藥劑，產生大量化學污泥。FMBR工藝利用膜生物反應器強化生物脫氮除磷，并通過“氣化除磷”途徑，使部分磷以氣態磷化氫（PH?）形式從系統中逸出，從而減少排泥壓力和藥劑消耗。

三、FMBR生活污水處理系統的典型流程與構成

用于生活污水處理的FMBR系統，一般由預處理單元、FMBR反應單元、膜組件及自控系統等組成：

1、預處理單元：包括格柵、調節池等，用于去除大塊漂浮物、無機砂礫，并均化水質水量，防止膜組件被大塊雜物堵塞或損壞。

2、FMBR反應池：是核心生化反應區，完成有機物降解、硝化反硝化、氣化除磷等過程。通過曝氣系統的合理布置，在反應池內形成好氧、缺氧、厭氧交替的微環境。

3、膜組件：通常采用浸沒式膜組件，置于反應池內或膜池中，通過負壓抽吸出水。膜的高效截留作用使反應器內維持高污泥濃度，提高容積負荷，并保證出水SS和濁度接近于零。

4、自控與在線監測系統：通過PLC控制系統實現自動運行、在線監測和故障報警，可實現無人值守或少人值守，適合分散式生活污水處理站點。

四、FMBR生活污水處理技術優勢：為什么FMBR適合生活污水處理？

與傳統活性污泥法和常規MBR工藝相比，FMBR在生活污水處理方面具有顯著優勢：

1、流程簡單、占地小：在單一反應器內完成有機物降解、脫氮除磷和泥水分離，省去初沉池、二沉池及污泥回流系統，構筑物數量少，占地面積小，適合用地緊張的城市小區、村鎮以及旅游景區。

2、剩余污泥量少：通過共生食物鏈和長泥齡運行，有機剩余污泥被內源代謝和共生菌群消耗，排泥周期可延長至數月甚至半年以上，大幅降低污泥處理處置費用。

3、能耗和運行成本較低：兼氧環境降低了對溶解氧的需求，曝氣主要服務于膜沖刷和混合液循環，使系統整體曝氣能耗低于傳統好氧MBR，噸水電耗明顯下降。

4、出水水質好且穩定：膜的高效截留作用保證了出水SS和濁度極低，對COD、NH?-N、TP等指標有較高去除率，出水可達到一級A或更高標準，有利于中水回用。

5、適應能力強、管理簡便：對水質水量波動具有較強的耐沖擊負荷能力，自動化程度高，適合管理水平相對薄弱的村鎮和分散式污水處理項目。