制药污水成份复杂、毒性大、氨氮含量高、水质水量变化大，是工业废气中较难处理的一种。对于高浊度药业污水的处理，普遍采用“预处理+生化法”的耦合工艺。冯金河采用“预处理+水解酸化+UASB+二级A/O+MBR膜”组合工艺处理药业污水，实际进水浊度为1141mg/L，预处理采用吹脱法除去大部分浊度，然后经过二级A/O-MBR工艺处理，出水浊度高于10mg/L。雷颉等采用“MAP-铁碳芬顿-A2/O-BAF”组合工艺处理高浊度药业污水，MAP法可消除近70%的进水浊度，出水浊度高于140mg/L，通过A2/O和BAF工艺的联合处理，最终出水浊度高于25mg/L。作为预处理工艺，吹脱法、MAP法均能实现高浊度污水的有效处理，但是煤耗、药耗均较高。生物法是较为经济的处理工艺，但高浊度进水带来的高游离氨（FA）以及进水中存在的有毒有害物质会抑制活性淤泥微生物的活性，从而减少活性淤泥的处理疗效，严重时直接造成生化系统崩溃。因此亟待寻求抗毒能力强、处理负荷高的取代工艺，而纯膜MBBR工艺是较好的选择。
纯膜MBBR工艺是联通床生物膜反应器（MBBR）的一种应用方式，属于生物膜法。纯膜MBBR工艺不富集活性淤泥，摆脱了传统泥膜复合MBBR工艺中活性淤泥与生物膜竞争底物的禁锢，具有更高的处理负荷。在美国，针对市政污水处理，纯膜MBBR工艺可在3~6h的逗留时间内获得优于国外地表准Ⅳ类水水质的疗效，具有较好的处理性能。在国外，纯膜MBBR工艺已在微污染水、市政污水处理等领域成功应用，如广东东莞某河堤水质净化厂采用纯膜MBBR工艺对其原一级沉淀工艺进行原池改建，同时具备了除磷、硝化功能，有效改善了沟渠水质。江苏盐城某原水预处理项目采用纯膜MBBR工艺处理微污染水，在实际进水浊度为1.4mg/L的条件下，可使出水浊度高于0.1mg/L，满足地表Ⅲ类水标准，取得了良好的应用疗效。广东肇庆某市政污水厂设计处理水量3×104m3/d，二级工艺采用纯膜MBBR工艺，在HRT仅为1.99h的条件下，可实现出水浊度高于1.5mg/L的处理目标。山东某废水厂处理水量2×104m3/d，采用纯膜MBBR工艺，好氧区硝化体积负荷达到0.371kgN/（m3·d），出水浊度稳定高于1.0mg/L。在高浊度污水处理方面，已有基于纯膜MBBR的全程自养脱氮（CANON）工艺成功用于淤泥消化液的处理，在进水浊度最高为800mg/L的条件下，硝化负荷可达0.5kgN/（m3·d）以上，TN负荷达到0.9kgN/（m3·d）。纯膜MBBR处理高浊度污水，具有处理负荷高、耐水质水量冲击的特性，同时MBBR工艺可灵活与已有生化系统镶嵌，实现废水厂的原位提标、扩容改建。
本次药业污水处理厂改建面临的主要问题有：
①高浊度清除率。进水水质提高后，对出水要求也同时提升，氨氮去除率由91%提高至99.5%，这种高含量浊度经过一段生化工艺处理出水达标鲜有报导。
②进水有毒有害物质含量高。实际进水成份复杂，主要含咖啡因、巴比妥、布洛芬生产原料及中间产物等有毒有害物质，对系统硝化有抑制作用；进水浊度含量高，水温通常在30~40℃，系统内游离氨较高，对硝化也有较强的抑制作用；原活性淤泥系统在处理负荷较低时也仅能勉强达标，并不稳定，仍须要厂内其他污水处理设施进一步处理；随着进水浊度含量的进一步提升，将造成游离氨进一步提高，对硝化的抑制作用更强。
③无新增用地。厂区用地紧张，无改建用地，无法延长工艺流程，只能通过原位改建方法降低处理负荷，需采用新工艺，充分挖掘处理潜能。
④水质水量波动大。受排污企业实际生产影响，来水水质水量波动较大，不具备建设调节池条件，所选工艺需具备良好的抗水质水量冲击性能，并才能应对长时间的水质波动。
⑤工程施工困难。污水处理全流程为全封闭结构，施工困难；要求所选新工艺改建简单，工程量少，并且尽可能少地改建构筑物。
针对存在的问题，并校核现有污水处理工艺性能，第一段A/O池容充分，结合已有系统运行情况，COD才能稳定达标。本项目的改建难点是浊度的清除，拟对第二段A/O进行硝化能力加强。
正常情况下，系统会接收二氯甲烷废水，进气含量高于20mg/m3。运行至第395天，检测到实际进气含量达到10000mg/m3，是正常进气含量的500倍，系统遭到严重的二氯甲烷冲击。冲击后第2天，纯膜MBBR池出水浊度即上升至142mg/L，在此后的23d中出水浊度仍然低于45mg/L，氨氮氧化率最低降至35%。值得注意的是，虽然硝化性能受限，但硝化负荷仍低于0.15kgN/（m3·d），优于pH受冲击阶段。经过23d，系统处理能力得以恢复，而前端活性淤泥直至60d后才恢复到冲击前硝化能力，进一步彰显了MBBR生物膜的耐冲击性及快速恢复能力。
由于药业污水成份复杂，导致纯膜MBBR系统频繁遭到冲击，包括pH冲击和二氯甲烷废水冲击等，但系统均能快速恢复，展现了较强的抗毒能力及快速恢复能力；系统正常进水时，纯膜系统才能满足处理要求，展现出较高的处理负荷。
采用纯膜MBBR工艺将已有A/O活性淤泥脱氮工艺改建为O+A/O双泥系统，实现了药业污水处理厂原池扩容提标的目标。纯膜MBBR池硝化能力达到0.45kgN/（m3·d），正常运行系统出水浊度<5mg/L；面对进水pH冲击、二氯甲烷冲击、长期低基质运行后进水负荷猛增冲击等，纯膜MBBR系统受影响程度小，展现了较强的抗毒能力及快速恢复能力；纯膜MBBR池仅通过曝气即可实现系统的充氧、悬浮载体良好流化，风机能耗1.0~1.8kW·h/m3。纯膜MBBR工艺有效解决了高氨氮去除率、进水有毒有害物质含量高、无新增用地、水质水量波动大以及施工困难等困局，具备高负荷、耐冲击能力强的优势，适用于高浊度工业污水的处理。
