一体化MBR水处理设备在城市河道水生态治理中的应用

一、引言

城市河道作为城市生态系统的重要组成部分，不仅具有防洪排涝、灌溉供水等功能，还对调节城市气候、美化环境、维持生物多样性起着关键作用。然而，由于城市生活污水排放、工业废水违规排放以及面源污染等因素，许多城市河道出现水质恶化、水体黑臭、生态系统退化等问题，严重影响城市的生态环境和居民的生活质量。

传统的河道治理方法如截污纳管、清淤疏浚等虽能取得一定成效，但在深度处理、资源回用等方面存在局限性。一体化 MBR 设备作为一种高效的污水处理技术，将膜分离技术与生物处理工艺相结合，为城市河道水生态治理提供了新的思路和解决方案。

二、一体化MBR 设备工作原理

一体化MBR设备主要由生物反应器和膜组件两部分组成。在生物反应器中，污水中的有机污染物被微生物分解代谢，转化为二氧化碳、水和微生物细胞物质。微生物菌群在曝气条件下，利用污水中的碳源、氮源、磷源等营养物质进行生长繁殖，实现对污水中污染物的去除。膜组件则通过物理过滤作用，将生物反应器中的活性污泥和大分子物质截留在反应器内，只允许处理后的清水透过膜孔流出，从而实现固液分离。与传统的二沉池固液分离方式相比，膜分离具有更高的分离效率，能够有效截留微生物，使生物反应器内维持较高的污泥浓度，提高污水处理效果。

2.1 一体化MBR设备技术特点

2.1.1 高效的污染物去除能力

一体化MBR设备能够高效去除城市河道污水中的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮、总磷等污染物。由于膜组件对微生物的高效截留作用，生物反应器内可以保持较高的污泥浓度和较长的污泥龄，使得微生物能够充分分解代谢污水中的污染物，出水水质稳定且优良，能够满足严格的排放标准，可直接用于河道补水或景观用水。

2.1.2 占地面积小

相比传统的污水处理工艺，一体化MBR设备将生物处理和固液分离集成在一个集装箱式的钢制设备内，结构紧凑，占地面积小。

2.1.3 抗冲击负荷能力强

城市河道污水的水质和水量波动较大，一体化MBR设备具有较强的抗冲击负荷能力。

一体化MBR设备配备了先进的自动化控制系统，能够实时监测设备的运行参数，如水质指标、水位、曝气量等，并根据预设程序自动调节设备的运行状态。

2.1.5 污泥产量低

在长污泥龄条件下，微生物自身氧化作用充分，污泥产量比传统活性污泥法减少 20% -30% ，降低了污泥处理成本与二次污染风险。

2.2 一体化MBR设备在城市河道水生态治理中的应用

对于一些受污染程度较轻、周边土地资源有限的城市河道，可以采用一体化MBR设备进行原位处理。对于污染较为严重、流域面积较大的城市河道，可在河道流域内建设集中式一体化MBR污水处理站。收集河道周边的生活污水和工业废水，经过预处理后进入一体化MBR设备进行深度处理。处理后的达标水可作为河道生态补水，补充河道水量，改善河道水动力条件，促进河道水生态系统的恢复。

三、应用案例分析

以上海市浦东新区某个镇的村级管河道为例，该河道属于城乡结合部，外来人口较多，河道两边基本分布着农民自建房为主，河道相对封闭，与外河不通，水体流动性几乎没有，该区域虽已做农污管网，但农污井都做在河边，有的甚至基本贴着河岸，长此以往，这些污水管难免会有渗漏的情况，再加上沿河居民的面源污染以及雨水管网存在的很多混接的现象，大量生活污水直接排入河道，导致河道水质恶化，水体污染问题严重。据治理前的水质监测数据显示，河道水体的化学需氧量（COD）高达 150mg/L ，氨氮含量为 10mg/L ，总磷含量为0.6mg/L ，远远超出《地表水环境质量标准》V类水标准，河道生态系统遭到毁灭性破坏，水生生物几乎绝迹，严重影响了城市景观和居民生活质量，相关行业主管部门也多次踏勘现场，要求属地政府进行河道治理，保持水质稳定，恢复河道生态。

为改善河道水生态环境，当地政府多次开会讨论，最终采用了一体化 MBR 设备进行治理河道水质，在水质保持稳定的同时，适当增加一些水生植物及水生动物的补充，来完善河道水生态的物种平衡。一体化MBR设备主体工艺采用“河水提升泵 +A/0 生化处理+MBR膜分离（平板膜）+消毒”。河水提升泵是通过设置在河道中的潜水排污泵将河水提升至附近的MBR设备的厌氧池；A/O生化处理阶段，污水依次进入厌氧池和好氧池，在厌氧池中，大分子有机物被分解为小分子，为后续处理创造条件；好氧池中，微生物利用氧气将小分子有机物进一步分解为二氧化碳和水，同时硝化细菌将氨氮转化为硝态氮 ，通过内回流将硝态氮回流至厌氧池进行反硝化脱氮；MBR膜分离阶段，利用膜的高效截留作用，实现泥水分离，保证出水水质；最后，经过消毒处理，杀灭水中的病原体，确保出水安全。一体化MBR设备安装在河道的最北侧，取水点也设置在最北侧位置，但出水点我们通过PE管道，将处理好的水输送至河道的最南端，这样也人为的增加了河道的水体流动性。

我们在现场安装一体化MBR设备的同时，也对沿岸的污水管网及污水井进行了一次彻底的排查，因为该河道水质的恶化，最大的元凶肯定是这些沿岸的污水流入河道所致，如果能解决一部分污水入河的情况，对于这条河道的水质改善肯定是有极大的帮助，在经过排查人员细致的排查后，确实发现了不少有管道渗漏或者是管网脱节的现象，在当地政府大力支持下，污水管网的养护单位也迅速地对我们所发现的问题逐一进行了整改和修复。

我们的MBR设备安装过程严格按照设备安装手册进行，确保设备各部件连接牢固，管路密封性良好。设备的运行管理方面，建立了完善的运行管理制度，配备了专业的运维人员。运维人员定期对设备进行巡检，监测水质指标，包括COD、氨氮、总磷、悬浮物等，同时密切关注设备运行参数，如膜通量、跨膜压差、曝气量等。根据监测数据，及时调整设备运行参数，如通过调节曝气量控制好氧池的溶解氧浓度，通过调整污泥回流比维持生化系统的稳定性。此外，还制定了应急预案，以应对突发情况，如设备故障、水质异常等。

对于初始运行的MBR设备，最大的问题是污泥菌种的问题，此项目我们通过从以往的项目去装运了适量的泥饼进行污泥接种培养。我们对污泥接种培养的过程大致可分为三个阶段：污泥菌种的活化阶段；生物膜的培养阶段；微生物驯化阶段。

污泥菌种活化阶段：

原项目是取我司生活污水处理工程好氧池中产生的泥饼（经压滤机脱水产生）进行活化，其目的是使污泥的微生物从厌氧态或休眠态转化为好氧态并处于饥饿状态。

本项目用提升上来的河道水注满好氧池，开启曝气风机，取生活污水处理工程好氧池中产生的泥饼，用 1～2mm 不锈钢网状淘盘将泥饼就着水边淘洗边放入好氧池。然后连续曝气3d以上，静置后排出废水。

生物膜培养阶段：

此阶段是对活化后的污泥采用静态培养方法培养生物膜。

用提升上来的河道水注满好氧池，投加营养物质，对污泥开始曝气培养，连续挂膜15 d，在其间根据微生物生长状况，每天曝气时间控制在 12～18h ，并逐渐增加营养液的投加量。

第1～5 天，每天1 次加入适量的奶粉或葡萄糖；第6～10 天，每天2 次加入适量的奶粉或葡萄糖；第11～15 天，每天3 次加入适量的奶粉或葡萄糖。

这个过程中，微生物慢慢生长、繁殖。系统对有机物的降解能力逐步提高。经过 15 d的培养，填料表面生长了薄薄一层黄褐色生物膜，表明生物膜具有了生化功能。

微生物驯化阶段：

此阶段主要是选择适应营养物质少等实际进水情况的微生物，淘汰无用的微生物。按河道水进水的方式可将微生物的驯化过程分为两个阶段。

1、间歇进水驯化阶段。在此阶段，首先向池中加入一定量的河水。当系统达到较好处理效果且生物膜成熟后，可增加河水的量，每次增加不超过 10%～20% ，同时减少营养液投加量，直至完全停加营养液。驯化期还要适时排放代谢产物。

2、连续进水驯化阶段。此阶段开始连续小水量运行。让河水连续流入，逐渐加大负荷直至满负荷。

注意事项：

1、生物膜的厚度：保持好氧层厚度 2mm 左右，应不使厌氧层过分增长，保证生物膜的脱落均衡进行。当生物膜的平均厚度在2mm左右生物膜培养即告成功。

2、水温和pH：在生物膜的培养与驯化期，水温控制在 20～30‰ 范围内较好，高于 35°C 或低于 10℃，细菌活性很差，不宜进行培养驯化。因此培养生物膜的过程宜选择在春季或夏初，水温在 15°C 以上进行。在冬季 13℃时挂膜,整个周期比温暖季节延长 2～3 倍。则在 7月~8 月进行微生物驯化工作是非常适宜的时段。应该充分利用这个有利条件，充分协调现场施工质量、进度。生物膜中的细菌、微生物繁殖较适宜的pH为6～9，培养后期微生物大多数是细菌、原生动物，选择控制系统的pH在6.8～7.2 之间最适于其生长繁殖。

3、充氧量：培养初期活性微生物量少，细菌消耗的营养和溶解氧少，因此控制溶解氧(DO)在1～2mg/L 左右为宜。随着微生物种类和数量的增加，特别是微生物挂膜后，会消耗大量的氧气，此时要注意加强曝 ，以避免产生缺氧的现象，后期DO可控制在 2～3mg/L_⨀ 。好氧池DO一般控制在 2～4m 之间。

生物接触氧化处理是在池内填充填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污、废水中有机污染物得到去除，污水得到净化。

经过一体化MBR设备处理后，河道水质得到了显著改善。治理后，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，部分指标甚至优于地表水IV类标准。COD降至25mg/L ，氨氮降至 0.8mg/L ，总磷降至 0.3mg/L ，水体黑臭现象完全消除，透明度从治理前的不足0.2 米提高到0.8 米以上，河水变得清澈见底。

随着水质的改善，河道生态系统也逐渐恢复生机。水生植物开始重新生长，在河道中种植了芦苇、菖蒲、荷花等挺水植物，以及苦草等沉水植物，这些植物不仅能够吸收水中的氮、磷等营养物质，起到净化水质的作用，还为水生动物提供了栖息地和食物来源。水生动物数量也逐渐增加，鱼类、螺蛳、河蚌等重新出现在河道中，生物多样性得到了有效恢复。

河道水质的改善和生态系统的恢复，极大地提升了城市景观。曾经黑臭的河道如今成为了市民休闲散步的好去处。此外，该项目的实施还提高了市民的环保意识，增强了市民对政府环境治理工作的信任和支持，产生了良好的社会效益。

通过本案例可以看出，一体化MBR设备在城市河道水生态治理中具有显著的优势和良好的应用前景，但在应用过程中也需要充分考虑各种因素，采取有效的措施应对挑战，以实现城市河道水生态环境的可持续改善。

结论

一体化MBR污水处理设备能够高效处理河道污水中的悬浮物、有机物、氨氮等污染物。其结合兼氧工艺和MBR技术，可稳定控制出水水质，不受进水水质波动的影响，保证处理后的水质达到或超过相关环保标准，对河道的水质提升起到了决定性的作用。该设备适用于不同规模和类型的河道水处理工程，可以根据具体需求进行模块化设计和组合，灵活性强，可扩展性好。无论是小型的乡村河道，还是较大的镇级河道，都能找到合适的应用方案。相比传统的污水处理工艺，一体化MBR污水处理设备通常占地面积较小，适合河道周边地区空间有限的场景，可节省土地资源。设备可设于地面上，也可半埋于地下，埋于地下时，设备周边可用于绿化点缀覆盖，减少了地面构筑物的占地面积。设备还采用先进的自动化控制系统，能够实现稳定可靠的运行，减少运行成本和人工干预，提高处理效率。一体化MBR污水处理设备还可用于临时性污水治理、突发性应急污水治理、过渡性的污水治理，如微污染河道、黑臭水体快速整治等；兼氧MBR工艺在河道治理中也有良好的应用效果，其膜生物反应器内培养大量的兼性复合菌群，水中的污染物在兼性复合菌群的作用下得到分解，最后混合液通过膜的过滤，出水可以直接排放或回用。

总而言之，在河道治理中，一体化MBR污水处理设备凭借其高效、稳定、灵活、节地、资源再生利用等优点，成为河道污水处理的有效解决方案。它可以有效改善河道水质，保护生态环境，满足河道周边地区的污水处理需求，是未来河道治理领域值得推广和应用的技术。

参考文献：

[1]王伟，李志强，张丽.一体化MBR 工艺在城市河道治理中的应用研究[J].环境科学与技术2020,43(5):123-128.

[2]刘洋，陈晓东，赵静.MBR 技术在城市黑臭水体治理中的应用进展[J].水处理技术，2019，45（8）：1-6.

[3]李明，王磊，张华.一体化MBR 设备在城市河道生态修复中的应用案例研究[J].环境工程2021.39(3):45-50.

[4]李强.城市水环境治理技术与实践，2020，中国环境科学出版社.

三、关注受害者的感受

施克莱认为，在不正义问题中，即使找到不正义者，也只能起到有限的作用，帮助确定该由谁来补偿受害者，借助追责行为起一定的警示作用以防之后再出现类似行为。面对灾难事故时无论是寻找替罪羊还是不正义的谴责自己，相互谴责都无法指向具体个人，没有清晰的面目诉诸阴谋论的做法是拒绝宿命论的表现。施克莱指出，无论不正义的痛苦是怎么引起的，当我们有能力减轻痛苦时，如果置之身外，就是消极不正义。在此过程中，我们要重点关注受害者的感受。

从关注受害者的角度应对和抵抗日常生活的不正义，需要采取一种以人为中心的方法，强调倾听、支持和赋权受害者，同时推动社会结构和文化的变革。需要站在受害者角度思考问题，理解他们处境和感受，为受害者提供安全的表达空间，倾听他们的经历和感受，避免质疑或贬低他们的体验。例如，建立支持小组或在线平台，让受害者能够分享自己的故事。通过教育和宣传，增强公众对不正义现象的敏感度和理解力，提高共情能力。例如，组织讲座帮助人们学习如何换位思考，理解受害者的处境。设立免费的心理热线或社区支持中心为受害者提供心理咨询和支持服务，帮助他们应对不正义带来的心理创伤。制定和实施保护受害者的法律和政策，防止他们因反抗不正义而遭受报复。为受害者提供必要的资源支持，例如法律援助、经济援助、医疗援助等。设立专项基金或与非政府组织合作，为受害者提供实际帮助。通过教育和培训，帮助受害者掌握反抗不正义的知识和技能。

通过媒体和文化活动，挑战和改变合理化不正义的传统观念。例如，制作纪录片、举办艺术展览，揭露不正义现象并倡导多元价值观。利用数字技术为受害者提供支持和资源。例如，开发手机应用程序，提供法律咨询、心理支持和紧急援助。通过数据收集和分析，揭示不正义现象的普遍性和严重性，引起公众和决策者的关注。借鉴其他国家在应对不正义方面的成功经验，通过国际合作，共同应对全球性的不正义问题。

从关注受害者的角度应对和抵抗日常生活的不正义，需要采取一种全面而细致的方法，包括倾听与共情、支持与保护、赋权与行动、教育与文化变革、技术与创新以及国际合作。通过这些努力，我们可以为受害者提供实质性的支持，同时推动社会结构和文化的变革，减少不正义现象的发生。

四、应对和抵抗日常生活不正义

施克莱把关注角度从正义转向了不正义，为政治哲学议题研究开辟了一个全新的角度。因不正义问题的隐蔽性极高，通过教育和宣传，让人们认识到日常生活中不正义现象的普遍性和危害性，提高不正义意识就显得尤为重要。教育是预防不正义的重要手段。通过教育，可以培养人们对公平意识、批判性思维和社会责任感。提升公众对不正义问题的认识、有助于形成更加公正的社会氛围。

施克莱的不正义理论中，受害者的沉默或阿Q精神源于社会未能为日常生活中的不正义问题提供一个安全的环境支撑。因此，制度和结构的改革是一项需要尽快提上的议题。政策调整、法律完善、社会倡导，通过法律和政策手段，打击不正义现象，保护弱势群体权益。构建支持网络：建立社区、组织或平台，为受害者提供支持和援助。往往能从根本上减少不正义的发生。

营造一个包容的社会环境，支持和鼓励受害者勇敢发声，同时建立保护机制，避免报复。通过换位思考，增强人们对不正义现象的敏感度和责任感，培养人们的同理心。强调培养对不正义现象的敏感度和批判意识的重要性。通过教育、阅读、社会实践等方式，增强人们的“不正义感”。每个人都有可能在某些情况下成为不正义的施加者，因此，反思自己是否无意中参与了不正义行为、不断学习是避免不正义的重要途径。通过加强法治、保障人权、促进社会公平等方式，构建一个更加正义的社会。

五、结论与讨论

结合施克莱理论探讨日常生活不正义问题具有重要的意义。传统不正义研究多聚焦于宏观层面的制度性不正义，施克莱的理论则将视角转向微观的日常生活，揭示了日常生活中普遍存在的不正义现象。这种视角的转变有助于我们更全面地理解不正义的多样性和复杂性，避免忽视那些看似微小却影响深远的不公正行为。施克莱强调关注弱势群体在日常生活中遭受的不公正对待，如女性、少数族裔、残疾人等。通过研究这些群体的生活体验，我们可以更深入地理解不正义对他们的影响，并推动社会变革，促进社会公平。施克莱认为，日常生活中许多看似无害的行为可能隐含着不正义，如对他人的忽视、冷漠或偏见。研究日常生活不正义问题促使我们反思自身行为，意识到自己在维护社会正义中的责任，并努力在日常生活中践行正义。施克莱的理论为理解和解决日常生活不正义问题提供了新的思路，如关注微观互动、倡导多元文化、培养同理心等。这些思路可以为构建更公正、包容的社会提供理论支持和实践指导。未来如何将施克莱的理论应用于具体的社会问题研究，如何与其他理论视角进行对话等都具有重要的研究意义。

日常不正义的问题虽然复杂，但通过识别、理解、行动和反思，我们每个人都可以为创造一个更加公平和正义的社会贡献力量。正义不止是一种理想，更是一种需要不断追求和实践的价值观。