EHBR強化耦合生物膜反應(yīng)器（學(xué)術(shù)名稱EHBR曝氣膜生物反應(yīng)器）是氣體分離膜技術(shù)與生物膜法水處理技術(shù)結(jié)合起來的一種新型污水處理技術(shù)。核心部分包括透氧中空纖維膜和生物膜。生物膜附著生長在中空纖維膜外側(cè)表面上。空氣通過中空纖維膜為生物膜供氧，污水中所含的有機物和氮磷被生物膜吸附吸收和分解除去，使污水得到凈化。該新技術(shù)屬于新型生態(tài)治理技術(shù)，常用海綿城市建設(shè)、河道、湖泊、景觀水體（包括黑臭水體、劣V類水體）快速高效的增氧、凈化，增強水體生態(tài)自修復(fù)能力，實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)。

MABR曝氣膜生物反應(yīng)器

【EHBR主要具有以下技術(shù)優(yōu)勢】

（1）微生物附著生長的優(yōu)勢

EHBR膜技術(shù)中的主要功能層是附著生長在曝氣膜表面的生物膜，主要由微生物及胞外多聚物組成，包含細菌、真菌、藻類、原生動物和后生動物等。作為附著生長型污水處理技術(shù)，生物膜具有特殊的生物層結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的生物群落以及較長的食物鏈，這為EHBR帶來了特殊的優(yōu)勢。

由于曝氣膜比表面積大，尤其是中空纖維膜的比表面積大，以膜為載體可以在較小的空間內(nèi)為微生物的生長提供充足的附著面積，大大提高了單位空間內(nèi)的微生物濃度，提高單位體積處理能力，增強耐沖擊負荷能力。

由于微生物附著生長，水力停留時間和生物停留時間可實現(xiàn)獨立控制，生物膜上的微生物不會隨水流流失，污泥停留時間（SRT）理論上可被認為無限長，這為生長世代時間較長、增殖速度較慢的微生物，如硝化菌、反硝化菌、聚磷菌以及厭氧氨氧化菌等提供了生長和富集的可能，為EHBR技術(shù)實現(xiàn)除磷脫氮創(chuàng)造了條件。同時，生物膜的分層結(jié)構(gòu)能夠創(chuàng)造好氧過程和厭氧過程的同時出現(xiàn)，為單一反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)同時硝化反硝化和生物強化除磷過程提供了可能。

微生物種類多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物膜對微生物起到了保護作用，能夠有效降低水流剪切力和有毒有害物質(zhì)對微生物活性的影響，使其對不同水體的適應(yīng)能力明顯強于以懸浮微生物菌體為主的活性污泥法和MBR工藝。因此，EHBR技術(shù)可被用來馴化特種微生物，實現(xiàn)對特種污水的高效處理。

EHBR技術(shù)的SRT較長，高等生物能夠生存繁衍，原生動物和后生動物通常以微生物為食，能夠有效控制生物膜厚度，減少活性污泥的產(chǎn)生，降低污泥產(chǎn)率。同時，生物膜胞外聚合物（EPS）含量較高可以避免絲狀菌的膨脹，污泥沉降性能好，易于固液分離。因此，運行過程中即使出現(xiàn)生物膜脫落現(xiàn)象，也可以通過簡單的沉降工藝去除，保證出水水質(zhì)。

（2）EHBR曝氣方式的優(yōu)勢

傳統(tǒng)的好氧生物處理污水工藝一般采用鼓風(fēng)曝氣和機械曝氣，前者是利用浸沒式多孔擴散器或空氣噴嘴將空氣或純氧通入污水中，后者是利用機械設(shè)備的攪動使大氣中的空氣溶解于污水中。但是，上述曝氣方式產(chǎn)生較大氣泡，在水體中上升速度很快，氧氣傳遞效率一般低于20%，能量損耗大，運行費用高，這部分費用占總運行費用的60%～80%。因此，提高曝氣效率，降低處理能耗一直是污水好氧生物處理中關(guān)注的熱點，研究先進的曝氣設(shè)備及工藝具有重大現(xiàn)實意義。

在曝氣方面具有以下優(yōu)點：

（1）曝氣供氧時，氧氣透過膜絲直接被生物膜利用，不必經(jīng)過液相邊界層，大大減小了氧氣的傳質(zhì)阻力，有利于供氧速度和氧氣利用率的提高；

（2）氧氣與底物以相反的方向傳遞，通過控制供氧可使生物膜產(chǎn)生明顯的分層，從而達到同時硝化反硝化和去除有機物的效果；

（3）膜曝氣可用于處理含易揮發(fā)組分的污水，不會吹脫揮發(fā)性有機物，避免傳統(tǒng)曝氣時污水中易揮發(fā)物質(zhì)隨氣泡進入大氣造成的二次污染；曝氣時也不會產(chǎn)生由于表面活性劑或微生物分泌物造成的泡沫問題；

（4）根據(jù)污水處理要求，可通過調(diào)節(jié)曝氣壓力控制氧氣供應(yīng)量，在滿足反應(yīng)器的需氧量同時，避免氣體的揮發(fā)和浪費。

（3）氧氣與底物逆向傳遞與生物多樣性的優(yōu)勢

EHBR中氧氣與底物的反向傳遞使生物膜形成了與傳統(tǒng)生物反應(yīng)器（曝氣生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化等）不同的氧氣和有機物濃度分布。由于EHBR特殊的氧氣與底物雙向傳遞機理和生物分層結(jié)構(gòu)，使許多習(xí)性迥異，生活環(huán)境差異極大的微生物能夠在EHBR中共存，同時發(fā)揮去除有機物及除磷脫氮作用。歸納起來，這些微生物包括普通異養(yǎng)好氧菌、硝化菌、亞硝化菌、反硝化菌和聚磷菌，特征如表1所示。

生物膜中各種微生物特征

當EHBR處理含有機物及氨氮污水時，緊靠透氣膜的生物膜底層溶解氧濃度最大，為好氧層，以亞硝化菌和硝化菌等自養(yǎng)菌為主。較高分子量的有機物由于擴散作用的限制以及外側(cè)生物膜的降解，到達生物膜深層時濃度大大降低，因此內(nèi)層適宜發(fā)生硝化作用。中間層DO較低，以好氧異養(yǎng)菌和反硝化菌為主，充足的有機碳源和硝化產(chǎn)物滿足了反硝化的需要。最外層為兼性好氧菌和厭氧菌。

圖3、生物膜分層結(jié)構(gòu)