1 研究背景

在环境问题备受关注的今天，污水排放标准日趋收紧，导致污水处理工艺选择颇受关注。考虑到污水处理厂建设用地紧张等因素，膜生物反应器（MBR）因其单位体积生物量高、占地节省、出水水质好等优点迅速进入国人视野，已在许多新建或升级改造污水处理厂中获得广泛应用。

然而，审视我国“双碳”目标，污水处理厂也面临着碳减排、甚至碳中和问题。MBR工艺似乎出水水质好、占地面积小，但其劣势亦十分明显。在MBR工艺工程应用中，膜污染以及由此而引起的膜通量下降所导致的能耗过高问题势必会造成污水处理碳排放量强势增加。而膜清洗/频率高、膜丝（有机纤维膜）断裂/更换频繁等一系列问题也会间接增加碳排放量。MBR这些缺点使得基层用户普遍否定这种工艺。

然而，对MBR工艺利、弊持不同观点的人群往往各执一词，似乎很难彼此说服对方。因此，需要找到一种定量评价MBR工艺优劣的技术指标或评价标准。研究从MBR工艺优、劣两方面因素入手，充分考虑经济、社会、环境三方面综合效应，通过建立与传统工艺相比的评价模型，揭示出MBR工艺优、缺点，并评价其可持续性。

2 研究内容

MBR工艺所谓良好出水水质其实质是膜对SS的有效截留作用，可至出水SS￡5 mg/L。但是，MBR对溶解性COD、N、P的去除作用几乎无济于事，对日益提高的氮、磷排放标准作用不大。事实上，膜对微生物的作用不过是是聚集生物量而已（因此会导致反应器体积减少），而对生化反应过程影响甚微。

然而，膜截留、分离带来的负面效应是膜污染以及由此引起的膜通量下降、能耗过高、频繁膜清洗等一系列运行问题。MBR工艺可持续性量化评价需考虑因素虽然复杂，但可以可持续性能评价指数作为依据建立评价模型，共考虑三方面内容：

1）污水处理厂工艺投资与运行费用，主要包括基本建设与运行管理费用；

2）工艺运行效果及其稳定性，涵盖工艺对涉及污染物去除效果、工艺运行稳定性、工艺运行管理复杂性等指标；

3）工艺资源回收与利用程度，主要考量工艺对资源的回收与利用能力（涵盖电耗及药耗带来的间接碳排放）。通过评价模型，可以比较与评价MBR与传统工艺可持续性指数（表1），从而计算出不同地域、不同规模污水处理厂采用MBR工艺的可持续性评价指数。