在污水处理，水资源再（zài）利用领域，MBR又称Membrane Bio-Reactor ）,是一种（zhǒng）由膜分离单元与生物（wù）处理单元相结合的新型水处理技术。

反应（yīng）器介绍

膜生物反应器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离（lí）技术与生物处理（lǐ）技术有机结合之新型态废水处理（lǐ）系统。以膜组（zǔ）件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高（gāo）活性污泥浓度，提高生（shēng）物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩（shèng）余（yú）污泥量。主要（yào）利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应（yīng）器系（xì）统内活性污泥（MLSS）浓度可提（tí）升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。

膜生物反应器因其有效的截留作用，可保（bǎo）留世代周期较长的微生物，可实现对污水深（shēn）度净化，同时硝（xiāo）化菌在系统内能充分繁殖，其（qí）硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。

反应器用途

污水处理:中国是一个缺水国家,污水处（chù）理及回用是开发利用（yòng）水资源的有效措施（shī）。污水回用是将城市污水（shuǐ）、工业污水通过膜生物（wù）反应器等设备处理之后,将（jiāng）其用于绿（lǜ）化、冲洗、补充观赏水体（tǐ）等非（fēi）饮用目的,而将清洁水（shuǐ）用于饮用等高水质要（yào）求的用途。城市污水（shuǐ）、工业污水就近可得,可免去长距离（lí）输水，而实现就近处理实现水资源（yuán）的（de）充分利（lì）用，同时污水经过就近处理（lǐ），也可防止污水在长距离输送过程中造成污水渗漏，导致污染地（dì）下水源。污（wū）水（shuǐ）回用已经在世（shì）界上许多（duō）缺水的（de）地区广泛采用,被认为21世纪污水处（chù）理最实用技术（shù）。

组成部分

进水井

进水井里设置溢流口和进水闸（zhá）门，在来水量超过系统负荷或者处理（lǐ）系统发生事故的情况 下，关闭进水闸门，污水直接通过溢流口就（jiù）近排入河道（dào）或者市政管（guǎn）网。

格栅

污水中经常含有大量杂物，为了保证MBR系统的正常运（yùn）行（háng），必须将各种纤维、渣物、废（fèi） 纸等杂物拦截在系统之外，因此（cǐ）在系统（tǒng）前设置格栅（shān）,定期将栅渣清（qīng）理干净。

调节池

收（shōu）集的污（wū）水水量和水质（zhì）都是随（suí）着时间变化的，为了保证后续处理系统的正常（cháng）运行，降低 运行负荷，需要对污水的水量和水质进行调解，因此在进入生物处理系统（tǒng）前设计调节池。调节池内（nèi）需要定期清理沉淀物。调节池一般设置（zhì）溢流，在（zài）负荷过大的情况下，保证系统 的运行正常。

MBR反应池

在MBR反应（yīng）池里进行着有机污染物的降解和泥水的分离。作为处理系统的核心部分，反应（yīng）池里面包（bāo）括微生物（wù）菌落、膜组件（jiàn）、集水系（xì）统、出水系统、曝气系统。

消毒装置

根据出水的要求，系统设计（jì）有消毒装置，可自（zì）动控制（zhì）加（jiā）药量。

计量装（zhuāng）置（zhì）

为了能够保证系统（tǒng）运行良好，需要采用（yòng）一定的计量装置进行系统（tǒng）的参数控制。计量控制仪（yí）器包（bāo）括流量计和水表等（děng）。

电控装置（zhì）

电控箱安装于设备机（jī）房内。主（zhǔ）要控（kòng）制（zhì）进水泵、风机和抽吸（xī）泵。控制有手动控制和自（zì）动控制两种形式。进水泵在PLC控制下，根据（jù）各反应池水位情况，自动运行。抽吸泵运行按预设时间周期间歇控制，当（dāng）MBR反应池低（dī）水位时，抽（chōu）吸泵自动停止（zhǐ），以保（bǎo）护膜（mó）组器。

反应器（qì）工艺

膜生物反应器（qì）(MBR)是杨造燕（yàn）教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发（fā）出来的新型污（wū）水生物（wù）处理（lǐ）装置,该（gāi）技（jì）术被称为"21世纪的水处理技术",该项目曾被列（liè）为国家八·五、九·五重点科技攻（gōng）关项目并被国家（jiā）列为"中国21世纪议程实施（shī）能力及可持续发展实用新技术",此项技（jì）术在国内（nèi）处于领先水（shuǐ）平,部（bù）分指标达到国际领先水（shuǐ）平。

MBR是膜分（fèn）离技术与生物处理法的高效结（jié）合,其起源是用膜分离技术取代活性污（wū）泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅（jǐn）有效地达到了泥水（shuǐ）分离的目的（de）,而且具（jù）有污水三级处理（lǐ）传统工艺不可比拟的优点:

1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于（yú）传（chuán）统的沉淀池,出水水质良好（hǎo）,出水悬（xuán）浮物和浊度接近于零,可（kě）直接回用,实现了污水资源化。

2、膜的高效（xiào）截留作用,使微生物完全截留在生物反应（yīng）器内,实现反应器水力停留时间(HRT)和污（wū）泥龄(SRT)的完全分离,运（yùn）行控制灵活稳（wěn）定。

3、由（yóu）于MBR将传统污水处理的曝（pù）气池与二沉池合二为（wéi）一,并取代了三级处理的全部（bù）工艺（yì）设施（shī）,因此可大幅减少占地面（miàn）积,节省（shěng）土（tǔ）建投资。

4、利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率（lǜ）高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。

5、由（yóu）于泥龄可以非常长,从而大大提高难降解有机物的降解效（xiào）率。

6、反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产（chǎn）量极低,由于泥（ní）龄可（kě）无限长,理论上可实现零污泥排放（fàng）。

7、系统实现PLC控制,操作（zuò）管理方便（biàn）

膜（mó）生物反应器（qì）（MBR）是一种由（yóu）膜分离单元与生（shēng）物（wù）处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处（chù）理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来，该技术愈来（lái）愈受到（dào）重视，成为研究的热点（diǎn）之（zhī）一。膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和（hé）埃及等十多个国（guó）家，规模从6m3/d至 13000m3/d不等。

我国对MBR的研究还不到十年（nián），但进展十分迅速。 国内对MBR的研究（jiū）大致可分为几个方面：

（1）探索不同生物处理工艺（yì）与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结（jié）合的复（fù）合式工艺、两相厌氧工艺；

（2）影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研（yán）究（jiū），探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件（jiàn）的处理能（néng）力和运行（háng）稳定性；

（3）扩大MBR的应（yīng）用范围，MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水（食品废（fèi）水、啤酒废水）与难降解工业（yè）废水（石化污水、印染废水等），但以生活污水的处理为主。

在（zài）我国，MBR同时应用于（yú）生活污水与工业废水（shuǐ）处理的（de）研究。 这些研究（jiū）结果都（dōu）表明（míng）：MBR对各种高浓度有机废水与难降解废水的COD，NH3-N.SS，浊度等都达到良好的去除效果。

我国（guó）人均水（shuǐ）资源拥（yōng）有（yǒu）量仅（jǐn）为2250m3/人.年（nián），不足世界平均水平的1/4。在我国600多个（gè）城市中，有300余座（zuò）城市缺水，真中严重缺水城市有100余个，年缺水量近60亿m3，每年因缺水造成经济损失约2000亿元人民币。华北地（dì）区人均水资源占有量只有250—480m3/人.年，低于全国人均水（shuǐ）平的1/5，这（zhè）一地（dì）区的所有（yǒu）城市几乎都面（miàn）临（lín）缺水问题。因此污水回用是缓解华北（běi）平原水危机的（de）重要措施之一（yī）。膜生物反应器技术以其优质（zhì）的出水水质被认为是具有较（jiào）好经济、社会和环境效益的节（jiē）水（shuǐ）技（jì）术而倍受关注。尽管还存在较高的运行费用问题，但随（suí）着膜（mó）制造技术的进步，膜质量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投资也会随之（zhī）降低。如聚乙烯中空纤维膜（mó），新型陶瓷膜的开发等已使其成本（běn）比以往有很大降低。另一方面，各种新型（xíng）膜（mó）生物反应器的开发也使真运行费用大大降低，如在低压下运行的重力淹没式MBR、厌氧MBR等与传统的好氧加压膜生物反（fǎn）应器（qì）相比，其运行费用大（dà）幅度下降。因此，从长远的（de）观点来看，膜生物反应器在（zài）水处理中应用范围必将越来越广。在水环境标准日益严格的今天，MBR已显示出其巨大（dà）的发展潜力（lì），将是新世纪（jì）替代传统废水处理（lǐ）技术（shù）的有力竞争者。

技术优点

高MLSS与微滤膜过滤（lǜ）下，出水水质稳定,高品质。高容积负荷（hé）下，停留（liú）时（shí）间短，MBR流程较传统系统简（jiǎn）单 ，占地面积（jī）减小完全取代沉淀池、砂滤单元，占地面积较传统方式节省30%，

反应池内MLSS浓（nóng）度可达10000mg/L以上，耐负荷冲击能力强，有效处理高浓度有机废水在微滤膜（mó）过滤下，分离效果远（yuǎn）优于传统沉淀池及砂滤等处理单元，出水水质良好稳定，悬浮物和浊度低，一般（bān）低污染（rǎn）度市政废水处理后，可直接做为中水道用水或现场资源回（huí）收水使用有利于增殖缓慢（màn）的硝化（huà）细菌的截留、生长和繁殖（zhí），系统的硝化效率得以提高，A/O反应下具高效脱（tuō） 氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨氮与磷，尤其适（shì）用于水质管制区（qū）内（nèi）使用微滤膜可拦除大部分细菌等微生物，减少消毒药（yào）剂添加量及获得安全的回（huí）用水 低能耗，操作运转费用低生物拦截（jié）在池内,可取得（dé）较长（zhǎng）的SRT高污（wū）泥龄之运转（zhuǎn）下,在生物自解下污泥量减少1/2以上 。低（dī）废弃污泥量低（dī）于传（chuán）统活性（xìng）污泥法（fǎ）、排泥周期长、操作弹性大，生物膜管系统属于（yú）绝对过滤系统及高MLSS,可轻易（yì）克服变异性大（dà）之废水系统PLC控制设计，操作维护容易，可（kě）实现自动化控制，便于管理高（gāo）生（shēng）物污泥操作浓度;MLSS=6000~10000mg/l ，可减少生物好氧污泥池之体积（jī） 可作封闭式设计，低公害，低噪音，低臭味膜（mó）分离大大提高了污水（shuǐ）的大分子难降解（jiě）的（de）物质处理（lǐ）效率标准移动（dòng）式模组化设计，快速简（jiǎn）单的安装，易于分期扩充适用于对于旧有污水处理厂进行改（gǎi）造，仅需增设MBR膜（mó）组设备。

原有程序加入MBR程序

流（liú）程变动原程序中有沉淀池两座、快混池、慢混池、加压浮除、上流式过滤一组、活性（xìng）炭塔两座等（děng）程序。几（jǐ）乎可全被MBR持取代（dài）。 将其中一池沉淀（diàn）池改（gǎi）为平底，置入MBR模组。即可取（qǔ）代原有其（qí）他程（chéng）序。

处（chù）理水质更佳 原先至加压浮除后排放水（shuǐ）质：

COD=182mg/l，SS=6.5mg/l，

NH4-N=0.4mg/l，NO3-N=31.4mg/l 经MBR处（chù）理后水质：

COD=165.5mg/l，SS=5.7mg/l，

NH4-N=0.19mg/l，NO3-N=25mg/l

操作维护更容易，成本更低 原先程序复杂，池体与（yǔ）机械众多，人员操作技术性与复杂度高。所需人力多。 由MBR池取（qǔ）代后，反洗由PLC自动控制。化学洗程（chéng）序单纯，各组分别实施。人员操作管理极容易（yì）。

设置（zhì）成本池（chí）体多、机械多由原有沉淀池体（tǐ）空间运用。

耗材（cái）由于机械众多，复杂，耗材数量大。也必（bì）须活化（huà）或更新活（huó）性炭。机械数量少，形式单纯

总述

膜

膜生物反应器的材料分为有机膜和无机膜两种。膜生物反应（yīng）器曾遍采用有机膜，常（cháng）用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式膜生物反应器通常采用（yòng）超滤膜（mó）组（zǔ）件，截留分（fèn）子量一般在2—30万。膜生物反应器截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未（wèi）必越大。

操作方式（shì）

当膜选定后，其物化性质也就确定了，因此，操（cāo）作（zuò）方式就成为影（yǐng）响膜生物反应器膜污染的（de）主要因（yīn）素。不仅污泥浓（nóng）度、混合液粘（zhān）度等影响膜（mó）通量，混合液本身的过滤性能，如活性污泥性状、生物（wù）相也影响膜生（shēng）物反应器膜通量的衰减。有研究（jiū）表明：粉末活性炭（PAC）与絮凝剂的加入（rù）有助于改善泥水分离性能（néng），形成体积（jī）更大、粘性更小的污泥絮体，减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加人会造成污泥（ní）活性受到限制，影响反（fǎn）应器的处（chù）理能力和处理效果。

水力学特性

改善膜面附（fù）近（jìn）料液（yè）的（de）流体力学条件，如提高流体的进水（shuǐ）流（liú）速，减（jiǎn）少浓差极化，使被截留的溶质及时被带走。分离式膜生物反应器中，一般均采（cǎi）用错流过（guò）滤的方（fāng）式；而一体式膜生（shēng）物反应器实质上是一种死（sǐ）端过滤（lǜ）方式。与死端过滤相比，错流过（guò）滤更有助于（yú）防止膜面沉积污染。因此设计合理的流道结构，提高膜间液体上升流速，使（shǐ）较大的暖气量起到了冲刷膜表面的错流过滤效果对于淹没式膜生物反应（yīng）器显得尤为重要。

应用领（lǐng）域

各类饮料工（gōng）厂、酒厂、食品厂、畜牧、屠宰废水处（chù）理、 n染整、皮革、纸浆厂、制药业、高浓度有机等之废（fèi）水（shuǐ）处理、污水厂制程改善，逆渗（shèn）透系统之前处理、污水（shuǐ）回收、大型市政废水（shuǐ）处理及再利用、社区生活中水回用、办公大楼中水（shuǐ）回用、餐（cān）厅或风景区废水处理及再利用、地表水净化处理、洗车厂船舶污水回收（shōu）再利用、放流水（shuǐ）直接过（guò）滤，完全取代砂滤。

操作省人力、逆洗超快、无逆洗水出现（xiàn）…。降低（dī）SS保证至10以下，但往往（wǎng）逼近0

取代传统RO前处理（lǐ）。取代纯水制造的前处理。

地下水砂粒过滤。

配合MBR工（gōng）法，不（bú）用沉淀（diàn）池、污泥浓缩池、砂滤池等用地节（jiē）省。更大大去除COD与BOD。尤其对于

BOD去除率超显著，20以下为正常值。

MBR工艺再配合A/O、A2/O工艺，可大举降（jiàng）低（dī）氮与磷，适用在水质（zhì）与水源（yuán）保护区。

在欧、美、大陆蓬（péng）勃发展，大家都在脑力激荡，如何（hé）配套使用。如：养殖业净水、采矿业、饮水机（jī）等（děng）等。变形的中空纤维膜应用，如雨后（hòu）春笋。

分类

在水处理行业中，膜生物反应器投（tóu）入（rù）大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组（zǔ）件，及原理有不同的分类。下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。

从整体上来讲（jiǎng），膜（mó）生物反（fǎn）应器分类有以下几种：

膜分离生物反应器：膜分离生物反应器用于污（wū）水处（chù）理中的固液分离。

膜曝气生物反应器：膜曝（pù）气生物反应器中膜被用（yòng）于气（qì）体质量传递，通（tōng）常是（shì）为好氧工（gōng）艺供氧，可以（yǐ）实现生物反应器的无泡曝气，大大（dà）提高反应器的传氧效率。

萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要（yào）用于工业中优（yōu）先污染（rǎn）物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。

按（àn）照膜组（zǔ）件的放置方式可分为：分体式和一体式膜生物（wù）反应器

分体式膜生（shēng）物反应器（又称外置式膜生物反（fǎn）应器）是把生物反应器与膜组件（jiàn）分开放置，膜生物反应器的混合液经增压后进（jìn）入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留（liú），并随浓（nóng）缩液回流到生物反应器内。

一体式膜生物反应（yīng）器（又称内置式膜生物反应器）则直接将膜组件置于（yú）反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的（de）错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产（chǎn）生剪切力，以减少（shǎo）膜的污染。一体式膜生物反应器工（gōng）艺是污（wū）水生物处理技术与膜分离技（jì）术的有机结合。

按照膜生（shēng）物反应器是否需氧：可分为好氧和厌氧膜生物反应器

好氧膜生物反应器一般用于（yú）城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了（le）使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染（rǎn）物。

厌氧膜生（shēng）物发生器中，通过膜（mó）的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从膜生物反应器流失导（dǎo）致出水水质（zhì）降低的问题，同时膜分离的作用（yòng）还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。以UASB与膜单元相结合（hé）为例，厌氧膜生物反应器不再需要设计的三相分离器来实现固液气的分离；而对于两相厌氧MBR，由于膜分离的作用使产酸反应（yīng）气中的产酸（suān）菌浓度增（zēng）加，提高了水解（jiě）发酵能力，同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使水解发酵，因（yīn）此保持较高的酸（suān）化率。厌氧膜生物反（fǎn）应（yīng）器厂（chǎng）用于高（gāo）浓度有机分水的处理效果，由（yóu）于膜生物（wù）反（fǎn）应器缺少曝气，为了使厌氧污泥处于悬浮状态，处（chù）理（lǐ）高浓度有机的厌氧膜生物反应器均采用分体式。

反应器特（tè）点

(1)出水水质好，稳定性高膜过渡出水使得膜生物反应器内（nèi）获得比普（pǔ）通活性污泥法高得多的生物浓度，极大（dà）地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时，污泥停（tíng）留时间较（jiào）长（zhǎng），这（zhè）也为难降解有机物分解（jiě）菌和硝化菌等增（zēng）殖速度慢（màn）的微生物得以在反（fǎn）应器内繁殖富（fù）集，特别是对难（nán）降解（jiě）有（yǒu）机物和氨氮的去（qù）除可（kě）以取得理想效果。另一方（fāng）面，膜生物反应器膜（mó）分离对（duì）小于膜孔径有机大分子物质的截留作用，能够确保（bǎo）滤（lǜ）后出水在除菌、消除悬浮物和降低（dī）BOD方面（miàn）很稳定。

(2)占（zhàn）地少膜生物反应器可（kě）以维持（chí）较高的（de）污泥浓度，通常MLSS为（wéi）8～20g/L，是传（chuán）统生物处理的2.5～5倍，同时系统省去了二（èr）沉池和污泥回流设备，因而（ér）占（zhàn）地面积省。

(3)膜生物反应器（qì）操作维护简单膜分离单元工艺简单，出水（shuǐ）和运行不受污泥泥膨胀等因素的影响，操作维护简单（dān）方便，且易（yì）于实现自动控制管理（lǐ）。

(4)膜（mó）生物反应器污泥处水（shuǐ）费用低系统污泥浓度高，泥龄长，这意味着（zhe）排泥量少，产泥量仅占传统工艺的30%，这对后续的污泥处理极为有利。

膜生物反应器(MBR)主要应用于城市（shì）污水的回收净化，污水经MBR处理后，出水水质已达到建设部《生活杂用水水质标准》，可（kě）直接用（yòng）于绿化、冲洗、消防、楼房（fáng）中水回用补充观赏水体等非饮用水的目的，MBR具有实现自动（dòng）控制和操作管理方便等优点，因此在城市污水和工业废水处理与（yǔ）回用等方面已得到（dào）了应用。

膜生物反应器（MBR）技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利（lì）用膜（mó）分离设备将生（shēng）化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉（chén）池（chí）。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功（gōng）能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间（HRT）和污（wū）泥停留时间（SRT）可以分别（bié）控制。