在汙水處理，水資源再利用領（lǐng）域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元與生物處（chù）理單元相結合的新型水處理技術。

反應器介紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理係統。以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物（wù）反應（yīng）器中保持（chí）高活性汙泥濃度，提高生（shēng）物處理有機負荷，從而減少汙水處理設施占地麵積，並通過保持低汙泥負荷減少剩餘汙泥（ní）量。主要利用膜分離（lí）設備截留水中的活性汙泥與（yǔ）大分子有機物。膜（mó）生物反應器係（xì）統內活性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；汙泥齡(SRT)可延（yán）長至30天以上。

膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代周期（qī）較長的微生物，可實現對汙水深度淨化，同時硝化菌在係統內能充分繁殖，其硝化（huà）效果（guǒ）明顯，對深度除磷（lín）脫氮提供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是（shì）一個缺水國家,汙水處理及回用是開發利用水資（zī）源的（de）有效措施。汙水回用是將城市汙水、工業（yè）汙水通過膜生物反應器等（děng）設（shè）備處理之後,將其用於綠化、衝洗、補充觀賞水（shuǐ）體等非飲用目的（de）,而將清潔水用於飲用等（děng）高水質要求的用途。城市（shì）汙水、工業汙水就近可得,可（kě）免去長距離輸水，而（ér）實現就近處理實現（xiàn）水資源的充分利用，同時汙水經過就近處理，也可防止汙水在長距離輸（shū）送過程中造成汙水滲（shèn）漏，導致汙染（rǎn）地下水源。汙水（shuǐ）回用已經在世界上許多缺（quē）水（shuǐ）的地區廣泛采用,被認為21世紀汙水處理（lǐ）最實用技術。

組成部（bù）分

進水井

進水井裏設置溢流口和進水（shuǐ）閘門，在來水量超過係統負荷（hé）或者處理係統發生事故的情況 下，關閉進水（shuǐ）閘門，汙水直接通過溢流口就近排（pái）入河道或（huò）者市政管網。

格（gé）柵

汙水中經常含有大量雜物（wù），為了保證（zhèng）MBR係統的正常運行，必須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔截在係統之（zhī）外，因此在係（xì）統前設置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節池

收集的汙水水量和水質都是隨著時間變化的，為了保證後續處理係統的正常運行，降低 運行負荷，需要對汙水的水量和水質進行調解，因此在進入生物處理係（xì）統（tǒng）前設計調節池。調節池內需要定期清理沉澱物。調節池一般設置溢流（liú），在負（fù）荷過（guò）大的情況下，保證係統 的運行正常。

MBR反應池

在MBR反應池（chí）裏進行（háng）著（zhe）有機汙染物的降解和泥水的分離。作為處理（lǐ）係統的核心部分，反應池裏麵包括微生物菌落（luò）、膜組件、集水係統、出水係統、曝氣係（xì）統。

消毒裝置（zhì）

根據出（chū）水的要（yào）求，係統設計有消毒裝置，可自動控製加藥量。

計量裝置

為了能夠保證係（xì）統運（yùn）行良好，需（xū）要采用一定的計（jì）量裝（zhuāng）置進行係統的參數控製。計量控製儀（yí）器包括流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝於（yú）設備機房內（nèi）。主要控製進水泵、風機和抽吸泵。控製有手動控製和自動控製兩種形（xíng）式。進水泵在PLC控製下，根據各反應池水位情（qíng）況，自動運行。抽吸泵運行按預設時間周期間歇控製，當MBR反應池（chí）低水位（wèi）時，抽吸（xī）泵自動（dòng）停止，以保護膜組器。

反應器工藝

膜生物反應器(MBR)是楊（yáng）造燕教授（shòu）及其領導的科研小組曆經10年時間研究開發出來的新型汙水生物處理裝置,該技術被稱為"21世紀的水處理技術",該（gāi）項目曾被列為國家八·五（wǔ）、九·五重（chóng）點科技攻關項目並被國家列為"中國21世（shì）紀議程（chéng）實（shí）施能力及（jí）可持續發展實用新技術（shù）",此項技術在國內處於（yú）領先水平（píng）,部（bù）分指標達到（dào）國際領先水（shuǐ）平。

MBR是膜分離技術（shù）與生物處理法的高效結合,其起源是用膜分離技術取代活性汙泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝不僅有（yǒu）效地達到了泥水分離的目的,而且具（jù）有汙水三級處理傳統工藝不可比擬的優點:

1、高效地進行固液（yè）分（fèn）離,其分離效果遠好於傳統的沉澱池（chí）,出水水質良好,出水懸浮物和濁度接近於零,可直（zhí）接回（huí）用,實現了汙水資源（yuán）化。

2、膜（mó）的高效截（jié）留作用,使微生物完全截留在生物反應器內,實現反應器水力停留時間(HRT)和汙（wū）泥齡(SRT)的完全分離,運行控（kòng）製靈活（huó）穩定。

3、由於MBR將傳統汙水處理的（de）曝氣池與二沉池合二為一,並取代了三級處理的全（quán）部工（gōng）藝設施,因此可大幅減少（shǎo）占地麵積,節省土建投資。

4、利於（yú）硝化細菌的截留和繁殖,係統硝化（huà）效率高。通過運行方（fāng）式的（de）改變亦可有脫氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以非常長,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反應（yīng）器在高容積負荷、低汙泥負（fù）荷、長泥齡下（xià）運行,剩餘（yú）汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理論上可實現零汙泥排放（fàng）。

7、係統實現PLC控製,操作（zuò）管理方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的（de）新型水處理技術，以膜組（zǔ）件取代二沉池（chí）在生（shēng）物反應（yīng）器中保持高活性汙泥濃度減少汙（wū）水處理設施占地，並通過保持低汙泥負荷減少汙泥量。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點（diǎn）：處理效率高、出水水質好；設備緊湊（còu）、占（zhàn）地麵積小；易實現（xiàn）自（zì）動控製、運（yùn）行（háng）管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受（shòu）到（dào）重視，成（chéng）為研究的熱點之一。膜生物反應器己應用於美國、德國、法國和埃及等十多個國家（jiā），規（guī）模從6m3/d至 13000m3/d不等。

我國對（duì）MBR的研究還不到十年，但進展十分迅速。 國內對MBR的研究大致可分為幾個方麵：

（1）探（tàn）索不同生物處理工藝與（yǔ）膜分離單元的組合形式，生物反應處理（lǐ）工藝（yì）從（cóng）活性汙泥（ní）法擴展到接觸氧（yǎng）化法、生物膜法（fǎ）、活性汙泥與生物膜相結合的複合式工藝、兩相厭氧（yǎng）工藝；

（2）影響處理效果與膜汙染的因素、機理及數學模型的研究，探求合適的操作條件與工藝參數，盡可（kě）能減輕膜汙染，提高膜組件的處理能力和運行穩定性；

（3）擴（kuò）大MBR的應用範圍，MBR的研究對象（xiàng）從生活汙水擴展到高濃度有機廢水（shuǐ）（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工業廢水（石化汙水（shuǐ）、印染廢水等），但（dàn）以生活汙（wū）水的處理為主。

在我國，MBR同時應用於生活汙水與（yǔ）工業廢水處理的研究。 這些研究結果（guǒ）都表明（míng）：MBR對各（gè）種高濃度有機廢水與難降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度等都達到良好的去除效果。

我國人均水資源擁有（yǒu）量僅為2250m3/人（rén）.年，不足世界平均水平的1/4。在我國（guó）600多個城市中，有300餘座城市缺水，真中嚴重（chóng）缺水城市（shì）有100餘個，年缺水量近60億m3，每年因缺水造成經濟損失約（yuē）2000億元人民幣。華北地（dì）區人均水資（zī）源占有量隻（zhī）有250—480m3/人.年，低（dī）於全國（guó）人均水平的1/5，這一地區的（de）所有城市幾乎都麵（miàn）臨缺水問題。因此汙水回用是緩解華北平（píng）原水危機（jī）的重要措施之一。膜生物反應器（qì）技術以其優質的出水（shuǐ）水質被認為是具有較好（hǎo）經濟、社會和環境效益的節水技術（shù）而（ér）倍受關注。盡管還（hái）存在較高（gāo）的運行費用問題，但隨著膜製造技術（shù）的進（jìn）步，膜質（zhì）量（liàng）的提高和膜製造成本的降低，MBR的投資也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶瓷膜（mó）的開發（fā）等已使其（qí）成本比以往有很大（dà）降低。另一方（fāng）麵（miàn），各種新型膜生物反應器的開發也（yě）使真運行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧（yǎng）加（jiā）壓膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜生物反應（yīng）器在水處（chù）理中應用範圍必將越來越廣。在水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的發展（zhǎn）潛（qián）力（lì），將是新世紀替代傳統廢水處理技（jì）術的有力競爭者。

技術優（yōu）點

高MLSS與微濾膜過濾下，出（chū）水水質穩定,高（gāo）品質。高容積負荷下，停留時間短，MBR流程較傳（chuán）統係（xì）統簡單 ，占（zhàn）地麵積（jī）減小完全取代沉（chén）澱池、砂濾單元，占地麵積較傳（chuán）統方（fāng）式節（jiē）省30%，

反應（yīng）池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷衝擊能力強，有（yǒu）效處理（lǐ）高濃度有機廢水在微濾膜過濾下，分離效果遠優於傳統沉澱池及砂濾等處理單元，出水水（shuǐ）質良好穩定，懸（xuán）浮物和濁（zhuó）度低（dī），一般低汙染度市政廢水處理後，可直接做為中水（shuǐ）道用水或現（xiàn）場資源回收水使用（yòng）有（yǒu）利於增（zēng）殖緩慢的硝化細菌的（de）截留、生長和繁殖，係統的硝化效率得以提高，A/O反應下具高效脫 氮的功（gōng）能。A/O、A2O法可有效去除氨氮與磷，尤其適用於水質管製區內使用微濾膜可攔除（chú）大部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加（jiā）量及（jí）獲得安全的回用水 低（dī）能耗，操作運轉費用低（dī）生物攔（lán）截在池（chí）內,可取得較（jiào）長（zhǎng）的（de）SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢（fèi）棄汙泥量低於傳統活性汙泥法、排泥周期長、操作彈性大，生物膜管係統屬（shǔ）於絕對（duì）過濾係（xì）統及高MLSS,可輕易克（kè）服變異（yì）性大之廢水（shuǐ）係統PLC控製設（shè）計，操作維護容易，可實現自動（dòng）化控製，便於管理高生物汙泥操作濃度（dù）;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙泥池之體積 可作封閉（bì）式設計，低公害，低噪音，低臭味膜分離（lí）大大（dà）提高了汙水的大分子難降解的物質處理（lǐ）效率標準移（yí）動式模組化設計，快速簡單的安裝，易於分期擴充適用於對於舊有汙水處理廠進行改造，僅需增設MBR膜組設（shè）備。

原有程序加入MBR程序

流程變動原程（chéng）序中有沉澱池兩座、快（kuài）混池、慢混（hún）池、加壓浮（fú）除、上流式過濾一組、活性炭塔兩座等程（chéng）序。幾乎可（kě）全被MBR持取代（dài）。 將其中一池沉澱池改為平（píng）底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理水質更佳 原（yuán）先至加壓浮除後排放水質：

COD=182mg/l，SS=6.5mg/l，

NH4-N=0.4mg/l，NO3-N=31.4mg/l 經MBR處理後水質：

COD=165.5mg/l，SS=5.7mg/l，

NH4-N=0.19mg/l，NO3-N=25mg/l

操作維護更容易，成本更低 原先程序（xù）複雜，池（chí）體（tǐ）與機械眾多，人員操作技（jì）術（shù）性與複雜度高。所需人（rén）力多。 由MBR池取代後，反洗由PLC自動控製。化學洗程序單純（chún），各組分別實施（shī）。人員操作管理極容易。

設（shè）置成本池體多、機械多由原有沉澱池體空（kōng）間運用。

耗材由於機械眾多，複雜，耗材（cái）數量大。也必須活化或更新活性炭（tàn）。機械數量少，形式單純

總述

膜

膜生物（wù）反應（yīng）器的材料分為有機膜和無機膜兩種。膜生物反應器曾遍采用有機膜，常用的膜材料為聚乙（yǐ）烯、聚丙烯等。分離式膜生物反應器通（tōng）常采（cǎi）用超濾膜組件，截留分子量一般在2—30萬。膜生物反應器截留分子量（liàng）越大，初（chū）始膜通量越（yuè）大，但長（zhǎng）期運行膜通量未必越大。

操（cāo）作方式

當膜選（xuǎn）定（dìng）後，其物化性質也就（jiù）確定了（le），因（yīn）此（cǐ），操作方式就成為影響膜生物反（fǎn）應器膜（mó）汙染的主要因素。不僅汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活（huó）性汙泥性狀、生（shēng）物相也影響（xiǎng）膜生物反應器膜通量的衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於（yú）改善泥水分離性能，形成體積（jī）更大、粘性更小的汙（wū）泥絮體，減少了膜堵塞（sāi）的機會。但（dàn）絮凝劑的過量加（jiā）人會造成汙泥（ní）活性受到限製，影響反應（yīng）器的處理（lǐ）能力和處理效（xiào）果。

水力學特性

改善膜麵（miàn）附近料液的（de）流體（tǐ）力學（xué）條件，如提高流體的進水流（liú）速，減少濃差極化，使被截留的溶質（zhì）及時被帶走。分離式膜（mó）生物反應（yīng）器中，一般均采用錯流過濾的方式；而一（yī）體式膜生物反應器實質上是一種死端過濾方式。與死（sǐ）端過濾相比，錯流過濾更有助於防止膜麵沉積汙（wū）染。因此設計合理的流道結構，提高膜間液體上升流速，使較大的（de）暖氣量起到了衝刷膜表麵的錯流過濾效果對於淹沒（méi）式膜生物反應器顯得（dé）尤為（wéi）重要。

應用領域

各（gè）類（lèi）飲（yǐn）料工廠、酒廠、食品廠、畜（chù）牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮革、紙漿廠（chǎng）、製藥業、高濃度有機等之（zhī）廢水（shuǐ）處理、汙水廠製（zhì）程（chéng）改善，逆滲（shèn）透係統之前處理、汙水回收、大型市政廢水處（chù）理及（jí）再利用、社（shè）區生活中（zhōng）水（shuǐ）回用、辦公大樓中水回用、餐（cān）廳或風景區廢水處（chù）理及再利用、地表水淨化處理、洗車（chē）廠船（chuán）舶汙水（shuǐ）回收（shōu）再利用、放流水直接過濾（lǜ），完全取代（dài）砂濾。

操作省人力、逆洗超快、無逆洗（xǐ）水出現…。降低SS保證（zhèng）至10以下，但（dàn）往往（wǎng）逼近0

取代傳統RO前處理。取代純水製造的前（qián）處理。

地下水砂粒過濾。

配合MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮池、砂濾池等用地（dì）節省。更大（dà）大去除COD與BOD。尤（yóu）其對於

BOD去除率超顯著，20以（yǐ）下為正常值。

MBR工藝再配合A/O、A2/O工藝，可大舉（jǔ）降低氮與磷（lín），適用在水質與（yǔ）水源保護（hù）區。

在歐、美、大陸蓬（péng）勃發（fā）展，大家都在腦力激蕩，如何配（pèi）套使用。如：養殖業淨水、采礦業（yè）、飲水機等等。變形的中空纖維膜（mó）應用，如雨後春筍。

分類

在水處理行業中，膜生（shēng）物反應（yīng）器投入大規模實際應用，膜生物（wù）反應器依據膜組件，及原理有不同的分類。下麵我們就來了（le）解一下膜生（shēng）物反應器分類。

從整體上來講，膜生物（wù）反應（yīng）器分類（lèi）有以（yǐ）下（xià）幾種：

膜分離生物反應器：膜分離生物（wù）反（fǎn）應器用（yòng）於汙水處理中的固液分離。

膜曝（pù）氣生物反應器：膜曝氣生物反應器中膜被用於氣體質量傳遞（dì），通常是為好氧工藝供氧，可（kě）以實現生物（wù）反應（yīng）器（qì）的無泡曝（pù）氣，大大提（tí）高反應器的傳氧效率。

萃取膜（mó）生物反應器：萃取膜生物反應器主（zhǔ）要用於工業中優先汙染物的處理，選擇性（xìng）透過膜被用於（yú）萃取特定的汙染物。

按照膜組件的放置方式可分為：分體式和一體式膜（mó）生（shēng）物反應器

分體式膜生物反應器（又稱外（wài）置式（shì）膜生物反（fǎn）應器）是把生物反應器與膜組（zǔ）件分開放置，膜生物反應器（qì）的混合液經增壓後進入膜組件，在壓力（lì）作用下（xià）混合液中的液體透過膜得到係統出（chū）水，活性汙泥則被截留，並隨濃縮（suō）液回流到生物反（fǎn）應器內。

一體式膜生（shēng）物反應器（又稱內（nèi）置式膜生物反應器）則（zé）直接將（jiāng）膜組（zǔ）件置於反（fǎn）應器內，通過（guò）的抽吸得到（dào）過濾液，膜（mó）表麵清洗所需（xū）的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合（hé）液隨氣流向上流動，在膜表麵產生剪切力（lì），以減少膜的汙染。一體式膜生物反應器工（gōng）藝是汙水生物處理技（jì）術與膜分（fèn）離技術的有機結合。

按（àn）照（zhào）膜生物反應器（qì）是否需氧：可分（fèn）為（wéi）好氧和厭氧膜生物反應器

好氧膜生物反應器一般用（yòng）於城市和（hé）工業的處理，好氧MBR用於城市汙水處理通常是為了使出水達到回用的目的，而用於處理工業的主要為了去除一些（xiē）特別的汙（wū）染物，如油脂（zhī）類汙染物（wù）。

厭氧膜生物發生器中，通過膜（mó）的高效截留，不僅解決了厭氧汙泥容易從膜生物反應器流失導致出水水質降低的問題，同時膜分離的作用還體現在對（duì）厭氧反應器的構造與處理效果的強化方麵。以UASB與（yǔ）膜單元相結合為例，厭氧膜生物反應器不再需要設計（jì）的三相分離器來實現固液氣的分離；而對（duì）於兩相厭（yàn）氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中的產酸菌濃度（dù）增加，提高了水解發酵能力（lì），同時膜將大分子有機物截留（liú）在產酸反應（yīng）器中使水（shuǐ）解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器廠用（yòng）於高濃（nóng）度（dù）有機分水的處理效果，由於（yú）膜生物反（fǎn）應器缺少曝氣，為了使厭（yàn）氧汙泥處於（yú）懸浮狀態，處理高濃（nóng）度有機的厭氧膜生物（wù）反應器均采用分體式。

反應器特點

(1)出水水（shuǐ）質好，穩定性高膜過渡出水使得膜生物反應器內（nèi）獲得比普通活性汙泥（ní）法高得多的生物濃度，極大地（dì）提高了生物降（jiàng）解能力和抗負（fù）荷衝擊能（néng）力。同時，汙泥停留時間較長（zhǎng），這也為難降解有機物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得（dé）以在反應器內繁殖富集，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取得理想效果。另（lìng）一方麵，膜生物反應器（qì）膜分離對小於膜孔徑有機大分子物質（zhì）的截留作用，能夠確保濾後出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方（fāng）麵很穩定。

(2)占地少（shǎo）膜（mó）生物（wù）反應器可以維持較高（gāo）的汙泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統生物處理的2.5～5倍，同時係統省去了二沉（chén）池和汙泥回流設備，因而占地麵積（jī）省。

(3)膜生物（wù）反應器操作維護簡單膜分（fèn）離（lí）單元工藝簡單，出水和運行（háng）不（bú）受汙泥泥膨脹（zhàng）等因素的影響（xiǎng），操作維護簡單方便，且易於實現（xiàn）自動控製（zhì）管理。

(4)膜生物反應器汙泥處水費用低係統汙泥濃度高，泥齡長，這意味著排泥量少，產（chǎn）泥量僅占傳統工藝的30%，這對後續的汙泥處理極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用於城市汙水（shuǐ）的回收淨化，汙水經MBR處理後，出水水質已達到（dào）建設（shè）部《生（shēng）活雜用水水質（zhì）標準》，可直接用於綠化、衝洗、消防、樓房中水回用補充觀賞（shǎng）水體等非飲用水的目的，MBR具有實（shí）現自動控製和操作管理方便等優點，因此在城市汙水和工業廢水處理與回用等方麵已得到了應用。

膜生物（wù）反應器（qì）（MBR）技術是膜分離技（jì）術與生物技術有機結合的新型廢水處理（lǐ）技術，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反（fǎn）應器工藝通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能（néng），使活性汙泥濃度大大提高，其水力停留時（shí）間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。