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（lí）單（dān）元與生物處理單元相（xiàng）結合的新型水處理技術。

反應器介紹（shào）

膜（mó）生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術（shù）與生物處理技術有機（jī）結（jié）合之新型（xíng）態廢水處理係統。以膜組件取代傳統生物處理技術末（mò）端二沉池，在生物反應器中保持高活性汙泥濃度，提高生物處理有（yǒu）機負荷，從而減少汙（wū）水（shuǐ）處理設施（shī）占地麵積，並通過保持低汙泥（ní）負荷減少剩餘汙泥量。主要利用膜分離設備截留水中（zhōng）的（de）活性汙泥與大分子有機物。膜生物反應器係統（tǒng）內活性（xìng）汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；汙泥齡(SRT)可延長至30天以（yǐ）上。

膜生物反應器因其有效（xiào）的截（jié）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（nèi）能充分繁（fán）殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提（tí）供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是一個缺水國家,汙水處理及回用是開發利用水資源的有效措施。汙水回用是將城市汙水、工業汙水通過膜生物反應器等設備處理之後,將其（qí）用於綠化（huà）、衝洗、補充觀賞水體等非飲用目的（de）,而將清潔（jié）水用於飲用等高水質要求的用途（tú）。城市汙水、工業（yè）汙水就近（jìn）可得,可免去長距離輸水，而（ér）實現就（jiù）近處理實現水資源的充分利用，同時汙（wū）水經過就近（jìn）處理，也（yě）可防止汙水在長距離輸送過程中造（zào）成汙水（shuǐ）滲漏，導致汙染地下水源。汙（wū）水回用已經（jīng）在世界上許多缺水的（de）地區廣泛采用,被認為（wéi）21世紀汙水處理最實用（yòng）技術。

組成部分

進水井（jǐng）

進（jìn）水井裏設置溢流（liú）口和進水閘門，在來水量超過係統負荷或者處（chù）理係統發生事故（gù）的情況（kuàng） 下，關閉（bì）進水閘門，汙水直接通過溢流口就近排入河道或者市政管網。

格柵

汙水中經常含有大（dà）量（liàng）雜物，為了保證MBR係統的正常運行，必須將各種纖（xiān）維、渣物（wù）、廢 紙等雜（zá）物攔截（jié）在係統之外，因此在係統前設置格柵,定期將柵渣清（qīng）理幹（gàn）淨。

調節池

收集的汙水水量和水質都（dōu）是隨著時間變化的，為了保證後續處理（lǐ）係統的正（zhèng）常運行，降低 運行（háng）負荷（hé），需要對汙水的水量和水（shuǐ）質進行調解，因此在進入生物處（chù）理係統前設（shè）計調節池。調（diào）節池內需要定期清理沉澱物。調節池（chí）一般設置溢流，在負荷過大的情況下，保證係（xì）統 的運行正常。

MBR反應（yīng）池

在MBR反應池裏（lǐ）進行著有機汙染物的降（jiàng）解和泥水的（de）分（fèn）離。作為處理係統的核心部分，反應池裏麵包括微生物菌落、膜組件、集水（shuǐ）係統、出水係統、曝氣係統。

消毒（dú）裝置

根據出水的要求，係統設計（jì）有消毒裝置，可自動控製加藥量。

計量裝置（zhì）

為了（le）能夠保證係統運行良好，需要采用一定的計量裝置進（jìn）行係統（tǒng）的參數控製。計量控製儀器包括流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝於設（shè）備機房內。主要控製進水泵、風機和抽吸泵。控製有手動控製和自動（dòng）控製兩種形式（shì）。進水泵在PLC控製下，根據各反應池水位情況，自動運行。抽吸泵運行按預設時間周期間歇控製（zhì），當MBR反應池低水（shuǐ）位時（shí），抽吸泵自動停止，以保護膜組器。

反應器工藝

膜生物反應器(MBR)是（shì）楊造燕教授及（jí）其領導的科研小組曆經10年（nián）時間（jiān）研究開發出來的新（xīn）型汙水生物處理（lǐ）裝（zhuāng）置,該技術被稱為"21世紀的水處理技術",該項目曾被列為國（guó）家（jiā）八·五、九·五重點科技攻關項目（mù）並被國家列為"中國21世紀議程實（shí）施（shī）能（néng）力及可持續發展實（shí）用新技術",此項技術在國內處於領先水平,部分指標達到國際領（lǐng）先水平。

MBR是膜分離技術（shù）與生（shēng）物（wù）處理法的高效結合,其（qí）起源是用膜分離技術取代活性汙泥法中的二沉池,進行（háng）固液分離（lí）。這種工（gōng）藝（yì）不僅（jǐn）有效（xiào）地達到了（le）泥水分離的目的,而且具有汙（wū）水三級處理傳統工藝不可比擬的優點:

1、高效地進行（háng）固液分離,其分離效果遠好於傳統的沉澱池,出水水質良好,出水（shuǐ）懸浮物和（hé）濁度接（jiē）近於（yú）零,可直接回（huí）用,實現了汙水資源（yuán）化。

2、膜的高效截留作用,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)和汙泥齡(SRT)的完（wán）全分離,運行控製（zhì）靈活穩定（dìng）。

3、由於MBR將（jiāng）傳統汙水處理（lǐ）的曝氣池與二（èr）沉池合二為一,並取代了（le）三級處理的全部工藝設施,因（yīn）此（cǐ）可大（dà）幅減少占地麵積,節省土建投資。

4、利於硝化細菌的截留和繁殖（zhí）,係（xì）統硝化效率（lǜ）高。通過運行方（fāng）式的改變亦可有脫氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以（yǐ）非常長,從而大大（dà）提高難降解有機（jī）物的降解效率。

6、反應器在高容積負荷、低汙泥負荷、長泥齡（líng）下運行,剩餘汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理論上可實現零汙泥排放。

7、係統實現PLC控製,操作管理方便

膜生物反（fǎn）應器（MBR）是一種由膜分離單（dān）元與生物處理單（dān）元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性汙泥濃度減少汙水處理設施占（zhàn）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（tè）點：處理效（xiào）率高、出（chū）水水質好；設備緊湊、占地麵積小；易實現自動控製、運行管（guǎn）理簡單（dān）。80年代以來，該技術愈來愈（yù）受到（dào）重視，成為研究（jiū）的熱（rè）點之一。膜生物反（fǎn）應器己應用於美國（guó）、德國、法國和（hé）埃及等十（shí）多個國家，規模從6m3/d至 13000m3/d不等。

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

（1）探索不同（tóng）生物處理工藝與膜（mó）分離單元的（de）組合形（xíng）式，生物反應處理（lǐ）工藝從活性（xìng）汙泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性汙泥與生（shēng）物膜相結合（hé）的複合式工藝（yì）、兩相厭氧工藝；

（2）影響處理效果與膜汙染（rǎn）的因素、機理及數學模（mó）型的研究，探求合適的操作條（tiáo）件與工藝參數，盡可能減輕膜汙（wū）染，提高膜組件的處理能力和運（yùn）行穩定（dìng）性；

（3）擴（kuò）大MBR的應用（yòng）範圍，MBR的研究對象從生（shēng）活汙水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工（gōng）業廢水（石化汙水、印染廢水等），但以（yǐ）生活汙水的處理為主。

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

我（wǒ）國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不足（zú）世界（jiè）平均水平（píng）的1/4。在我國600多（duō）個（gè）城（chéng）市中（zhōng），有300餘座城市缺水（shuǐ），真中嚴重缺水城市有100餘個，年缺水量近60億m3，每年（nián）因缺水造成經濟損失（shī）約2000億元人民幣。華北地區人均水資源占有（yǒu）量隻有250—480m3/人.年，低於全國人（rén）均水平的1/5，這一地區的所（suǒ）有城市幾乎都（dōu）麵臨缺水問題（tí）。因此（cǐ）汙水回用是緩解（jiě）華北平原水危機的重要措施之一（yī）。膜生物反應器技術以其優質的出水水質被認為是具有較好經濟、社會（huì）和環境（jìng）效益的（de）節水技術而倍受關（guān）注。盡管還存在較（jiào）高的運（yùn）行費用（yòng）問題，但隨著膜製造技（jì）術（shù）的進步，膜（mó）質量（liàng）的提高和膜製（zhì）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，新型陶瓷膜的開發等已使其成（chéng）本比以往有很大降低。另一方麵，各種新型膜生物反應器的開（kāi）發也使（shǐ）真（zhēn）運（yùn）行（háng）費用大大降低，如（rú）在（zài）低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓膜生物（wù）反應器相比，其（qí）運行費（fèi）用大幅度下降。因此，從長遠的觀點（diǎn）來看，膜生物反應器在水處理中應用範圍必將越來越廣（guǎng）。在水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出（chū）其巨大的發（fā）展潛力，將是新世紀替代傳統廢水處理技（jì）術的有力（lì）競（jìng）爭者。

技術優點

高（gāo）MLSS與微濾膜過濾下，出水水質穩定,高品質。高容積負（fù）荷下，停留時間短，MBR流程較傳統係統簡（jiǎn）單 ，占地麵積減小完全取代沉澱池（chí）、砂濾單元，占地麵積較傳統方（fāng）式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷（hé）衝擊能力強，有效處理（lǐ）高濃度有機廢水在微濾（lǜ）膜過濾下，分離效果遠（yuǎn）優於傳統沉澱池及砂濾等處理單元，出水水質良好穩定，懸浮物和濁度低，一般低（dī）汙染度市政廢水處（chù）理後，可直接做為中水道用水或現場資源回收（shōu）水使用有利於增殖緩慢的硝（xiāo）化細菌的截（jié）留、生長和繁殖，係統（tǒng）的硝化效率得以提高，A/O反應下具高效脫 氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨氮與磷，尤其適用於水質管（guǎn）製區內使用微濾膜可攔除大部分細菌等微生物，減少消毒（dú）藥劑添加量及獲得安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在（zài）池內,可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物（wù）自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄汙泥量低於傳統活性汙泥法、排泥周期長、操作彈性大，生物膜管係統屬於絕對過濾（lǜ）係統及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢水係統（tǒng）PLC控製設計，操作維（wéi）護容易，可實現自動化控製，便於管理高生（shēng）物汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙泥（ní）池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭味膜分（fèn）離大大提高了汙水的大分子難降解的物質處理效率標準移動式模組化設計，快（kuài）速簡單的安（ān）裝，易於分期擴充適用於對於舊有（yǒu）汙水處理廠進行改造，僅（jǐn）需（xū）增設MBR膜組設備。

原有程序（xù）加入MBR程序

流程變動原程序中有沉澱池兩座、快（kuài）混池、慢混池、加（jiā）壓浮除（chú）、上流式過濾一組、活性炭塔（tǎ）兩座等程序。幾乎可全被MBR持（chí）取代。 將其中一池沉澱（diàn）池改為平底，置入MBR模組。即可取（qǔ）代（dài）原有其他程序。

處（chù）理水質更佳（jiā） 原先至加壓浮除（chú）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 原先程序複雜（zá），池體與機械眾（zhòng）多，人員操作（zuò）技（jì）術性與複（fù）雜度高。所需人力多。 由MBR池取代後，反洗由PLC自動控製（zhì）。化學洗程序單純（chún），各組分別實施。人員操（cāo）作管理（lǐ）極容易。

設置成（chéng）本池體多、機械多由原有沉澱池（chí）體空間運用。

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

總述

膜

膜生物（wù）反應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烯、聚丙烯等。分離（lí）式膜生（shēng）物反應（yīng）器通常（cháng）采用超濾膜組件，截留分子量一般在2—30萬。膜生物反應器截留分子量越大（dà），初始膜通量越大，但長期運行膜（mó）通（tōng）量未必越大。

操作方式

當膜選定後，其物化性（xìng）質也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜生物反應器膜（mó）汙染的主要（yào）因素。不僅汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身（shēn）的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物相（xiàng）也影（yǐng）響膜生物反（fǎn）應器膜通量的衰減。有研究表明：粉末（mò）活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於（yú）改（gǎi）善泥水分離性能，形成體積更大（dà）、粘性更（gèng）小的汙泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量加人會造成（chéng）汙（wū）泥活性受到（dào）限製，影響反應器的處理能力和處理效果。

水力學特性

改善膜（mó）麵附近料液的流體力學條件（jiàn），如提高流體的進水流速，減少濃差極化，使被（bèi）截留的溶質及時被帶走。分離式膜生物反應器中，一般均采用錯流過濾（lǜ）的方式；而一體式膜生物反應器實質上是一種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助於防止膜麵沉積汙染。因此設計（jì）合理的流道結構，提高（gāo）膜間液體上升流速，使較大的暖氣量（liàng）起到（dào）了（le）衝刷膜（mó）表麵的錯流過濾效果對於淹沒式（shì）膜生物反應器（qì）顯（xiǎn）得尤為重要。

應（yīng）用領域（yù）

各類飲料工廠、酒廠、食品（pǐn）廠、畜牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮革、紙漿廠、製藥業、高濃度有機等之廢水處理、汙水廠製程改善，逆滲透係（xì）統之前處理（lǐ）、汙水回收、大型市政（zhèng）廢水處理及再利（lì）用、社區（qū）生（shēng）活中水回用、辦公大（dà）樓中（zhōng）水回用、餐廳或風（fēng）景區廢水處理及再利用、地表水淨化處（chù）理、洗車廠船舶汙水回收再利用、放（fàng）流水直接（jiē）過濾，完全取代砂濾。

操作（zuò）省人力、逆洗超快、無逆洗水出現…。降低SS保證（zhèng）至10以下，但往往逼近0

取代傳統RO前處理。取代純（chún）水製造的前處理（lǐ）。

地下水砂粒過濾。

配合（hé）MBR工法，不（bú）用沉澱池、汙泥濃縮池、砂濾池等用地節（jiē）省。更大大去除COD與BOD。尤其對於

BOD去除率超顯著，20以下為正常值。

MBR工藝再配合A/O、A2/O工藝（yì），可大舉降低氮與磷，適用在水質（zhì）與水源保護區。

在歐、美、大陸蓬勃發（fā）展，大家都在腦（nǎo）力激蕩，如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦業、飲水機等等。變形的中空（kōng）纖維膜應用，如（rú）雨後春筍。

分類

在水（shuǐ）處（chù）理行業中，膜生物反應器投入大規模實（shí）際應用，膜生物反應器依據膜組件，及原理有不同的分類。下（xià）麵我們（men）就來了解一下膜生物反（fǎn）應器分類。

從整（zhěng）體上來講，膜生物反應器分類有以下幾種：

膜（mó）分離生物反應器：膜分（fèn）離生物反應（yīng）器用於汙水處理中（zhōng）的固液分離。

膜曝氣生物反應器：膜曝氣生物反應器中膜被用於氣體（tǐ）質量（liàng）傳（chuán）遞，通常是為好氧工（gōng）藝（yì）供（gòng）氧，可以實現（xiàn）生物反應器的無泡曝（pù）氣，大大提高反應器的傳氧效率。

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

按照膜組件的放置方式可分為（wéi）：分體式和一體式膜生物反應器

分體式膜生物反應器（又稱外（wài）置式膜生物反應器）是把生物反應器與（yǔ）膜組（zǔ）件分開放置，膜生（shēng）物反應器的混合液經增壓後進入膜組件，在壓力作用下混（hún）合液中的液體透過（guò）膜得到係統出水，活性汙（wū）泥則被截留，並隨濃縮液回流到生（shēng）物反應器內。

一體式膜生物（wù）反應器（又稱內置式膜生物反應器）則直接將（jiāng）膜組件置於反應器內，通過的抽吸得到過濾（lǜ）液，膜（mó）表（biǎo）麵清洗所需的錯流由空氣攪動（dòng）產生，設置在膜的正下方，混（hún）合液隨氣流向上流（liú）動，在膜表麵產生剪切力，以減少膜的汙染。一體式膜生物反應器工藝是汙水生物處理技術（shù）與膜分離技術的有機結（jié）合。

按（àn）照（zhào）膜生物（wù）反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

好（hǎo）氧膜生物反應器一般用於城市和工業的（de）處理，好氧MBR用於城市汙水處理通常是為了使出水達（dá）到回用的目的，而用於處理工業（yè）的主要為了去除一些特別的汙染物，如油脂類汙染物。

厭氧膜生物發生器中，通過膜的高效截留，不僅解決了厭氧汙泥容（róng）易從膜生物反應器流失導致（zhì）出水水質降低的問題，同（tóng）時膜分離的作用還（hái）體現在對厭氧反應器（qì）的構造與處理效果的強化方麵（miàn）。以UASB與膜單元相結合為（wéi）例，厭氧膜生物反應器不再需要設計的三相分離（lí）器來實現（xiàn）固液氣（qì）的分離；而對於兩相厭（yàn）氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中的產酸菌濃（nóng）度增加（jiā），提高了水解發酵能力，同時膜將大分子有機物截留在產酸反應器中使水解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器廠（chǎng）用於高濃度（dù）有機分水的處理效果，由於膜生物反（fǎn）應器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸（xuán）浮（fú）狀（zhuàng）態，處理高濃度（dù）有機的厭氧膜生物反應器均采用分體（tǐ）式。

反應器特點

(1)出水水質好，穩定性高膜過渡出水使（shǐ）得膜（mó）生物反應器內獲得比普通活性汙泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗負荷衝擊能力。同（tóng）時，汙泥停留時間較長，這也為難降解有機物分解菌和硝化菌（jun1）等增殖速度慢的微（wēi）生物得以在反應器內繁殖富集，特別（bié）是對難降解有機物和氨氮的去除可（kě）以取得理想效果。另一方麵，膜生物反應器膜分離對小於膜孔徑有機大分子（zǐ）物質的截留作用，能夠確（què）保濾後出（chū）水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地少膜（mó）生物反應器可以維持較高的汙泥濃度（dù），通（tōng）常MLSS為8～20g/L，是（shì）傳統生物處理的2.5～5倍，同時係統省去了二沉池和汙泥（ní）回流設備（bèi），因而占地（dì）麵積省。

(3)膜生物反應器操作維護簡單膜分離單元（yuán）工藝簡單，出水和運行不受汙泥泥膨脹等因（yīn）素的影響，操作維護簡單（dān）方（fāng）便，且易於實現自動控製管理。

(4)膜生物反應器（qì）汙（wū）泥處水費（fèi）用低係統汙泥濃度高，泥齡長，這意味著排泥量少，產泥量僅占傳統工藝的（de）30%，這對（duì）後續的汙泥處理極（jí）為（wéi）有利（lì）。

膜生物反應器(MBR)主要應（yīng）用於（yú）城市汙水的回收淨化（huà），汙水經MBR處理後，出水水質已達到建（jiàn）設部《生活雜（zá）用水水質標準》，可直接用於綠化（huà）、衝洗、消防、樓房中水回用補充觀賞水體（tǐ）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（diǎn），因此在城市汙水和工（gōng）業廢水處理與回用等方麵已得到了應用。

膜生物反應器（MBR）技術是膜（mó）分離技術與生（shēng）物技（jì）術（shù）有機結合的（de）新型廢水（shuǐ）處理技術，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性（xìng）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（lí）技術大大強化了生物反應器的功能，使活性汙泥濃度大大提高，其水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。