煤矿生活污水因低有机物(COD 150-300mg/L)、高悬浮物(SS 800-2000mg/L)及C/N比失衡(BOD₅/TN<3)等特征，传统工艺脱氮效率低且运行不稳定生活污水处理。多相泥膜耦合工艺通过生物膜（MABFT）与膜生物反应器（MBR）协同，构建“吸附-降解-截留”三级处理体系，实现出水COD<50mg/L、氨氮<1mg/L、TN<5mg/L的深度净化目标，满足《地表水环境质量标准》Ⅲ类要求。
核心工艺架构
工艺采用“兼氧池-MABFT-MBR”三级串联生活污水处理。兼氧池(DO 0.5-1.5mg/L)通过反硝化菌降解硝酸盐，投加葡萄糖(80mg/L)补充碳源，TN去除率>60%。MABFT生物膜反应器内装填高密度聚乙烯填料(比表面积>800m²/m³)，表面富集硝化菌与异养菌(生物膜厚度500-800μm)，同步完成COD降解(去除率70%)与硝化反应(氨氮转化率>90%)。MBR单元(0.02μm中空纤维膜)截留悬浮物与微生物，出水SS稳定<5mg/L，污泥龄延长至30天以上，强化难降解有机物分解。
工艺优势
高效稳定：耐受水量波动±30%、氨氮冲击±50%生活污水处理，低温(8-15℃)下脱氮效率仍保持80%;
低碳节能：MBR替代二沉池减少占地40%生活污水处理，吨水电耗0.8-1.2kWh，较传统活性污泥法节能30%;
污泥减量：剩余污泥回流兼氧池消化生活污水处理，产量减少60%，叠螺脱水后含水率<80%;
资源化：出水可回用于矿区绿化(达GB/T 19923-2005标准)，污泥热值>3000kcal/kg，可掺烧发电生活污水处理。
工程应用
福建某煤矿(2000m³/d)采用该工艺，处理进水COD 200mg/L、氨氮25mg/L、TN 40mg/L，出水COD<50mg/L、TN<5mg/L，吨水成本5.08元(电费占35%)，年节约排污费超200万元生活污水处理。淮南某项目(20000m³/d)集成“泥膜耦合+磁混凝”，COD从215mg/L降至21mg/L，TP从8mg/L降至0.3mg/L，污泥量削减70%。
技术瓶颈与优化
膜污染控制：胶体物质导致MBR通量衰减30%-50%生活污水处理，需每3个月化学清洗(柠檬酸+次氯酸钠);
高盐抑制：针对NaCl>3000mg/L的矿井水生活污水处理，需投加耐盐菌剂或增设电渗析单元;
智能化升级：通过物联网监测DO、污泥浓度等参数生活污水处理，AI模型优化曝气与回流比，能耗再降15%-20%;
材料创新：石墨烯复合膜抗污染能力提升2倍，寿命延长至5年;磁性生物填料实现快速回收(效率>98%)生活污水处理。
总结
多相泥膜耦合工艺通过生物膜与膜分离的高效协同，解决了煤矿污水低C/N比、高悬浮物的治理难题，兼具处理效能与经济性生活污水处理。未来通过耐盐菌群驯化、自清洁膜材料研发及智慧化运维，可进一步推动矿区污水“近零排放”与资源化利用。