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

反應器介（jiè）紹

膜生物反應器（qì）（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與（yǔ）生物處理技術有機結合（hé）之新型態廢水處理係統。以膜（mó）組件（jiàn）取代傳（chuán）統生物（wù）處理技術末端二沉池（chí），在生物反應器中保（bǎo）持高活性汙泥濃度，提高生物處理有機負（fù）荷，從而減少汙水處理設施占地（dì）麵積，並通過保持低汙泥負荷減少剩餘汙泥（ní）量。主要利用膜分離設備截留水中的活性汙（wū）泥與大（dà）分子有（yǒu）機物。膜（mó）生物反應器係統內活性汙泥（MLSS）濃度可（kě）提升至8000~10,000mg/L，甚至（zhì）更（gèng）高；汙泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜（mó）生物反應器因其有效的截留（liú）作用，可保留世代周（zhōu）期較長的微生物，可（kě）實現對汙水深度淨化，同時硝化（huà）菌在係統內能（néng）充分繁殖，其硝（xiāo）化效果明顯，對（duì）深度除磷脫（tuō）氮提供可能。

反應器用途

汙水處理:中（zhōng）國是一（yī）個缺水國家,汙水處理（lǐ）及（jí）回用（yòng）是開發利用水資源（yuán）的有效措（cuò）施。汙水回用是將（jiāng）城市汙水、工（gōng）業汙水通過膜生物反應器等設備處理之後,將其用於（yú）綠（lǜ）化、衝洗、補充（chōng）觀賞水體等非（fēi）飲用目的,而將清（qīng）潔（jié）水用於飲用等高水質要求的用途（tú）。城市汙水、工業汙水就近可得,可免去長（zhǎng）距離（lí）輸水，而實現就近處理實（shí）現水資（zī）源的充分利用，同時汙水經過就（jiù）近處理，也可防止汙水在長距離輸送過程中造成汙水滲漏，導致汙染地下水源。汙水回用已經在世界上許多缺水的地區廣泛采（cǎi）用,被認（rèn）為21世紀汙（wū）水處理最實用技術。

組成部分

進水井

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

格柵

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

調節（jiē）池

收集的汙水水量和水質都是隨著時間（jiān）變化的，為了保證後（hòu）續處理係統的正常運行，降低 運行負荷（hé），需要對汙（wū）水的水量和（hé）水質進行調解，因此在進入（rù）生物處理係統（tǒng）前設計調節池。調節池內需（xū）要定期清理沉澱物。調節池一（yī）般設（shè）置溢流，在負荷過大（dà）的情況下，保證係統 的運行正常。

MBR反應（yīng）池

在MBR反應池（chí）裏進行著有機汙染物的降解和泥水的分離。作為處理係統的核心部分（fèn），反應池裏麵包括（kuò）微生物（wù）菌落、膜組件、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據出水（shuǐ）的要（yào）求，係統設計有消毒（dú）裝置，可自動控製加藥量。

計量裝置（zhì）

為了能夠保證係統運行良好，需要采用一（yī）定的計量裝置進行係統的參（cān）數控製。計量（liàng）控製（zhì）儀器包括流量計和水表等。

電控裝置

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

反應器工藝

膜生（shēng）物反（fǎn）應器(MBR)是楊造燕教（jiāo）授及（jí）其領導的科研小組曆經10年時間研究開發出來的（de）新型汙水生物處理（lǐ）裝置,該技術被（bèi）稱為"21世（shì）紀的水處理技術",該項目曾被列為（wéi）國家八·五（wǔ）、九·五重點科技攻關項目並（bìng）被國家列為"中國21世紀議程實施能力及可持續發展實用新技術",此（cǐ）項技術在國內處於領先水平,部分指標達到國際領先水平。

MBR是膜分離技（jì）術與生物（wù）處理法的高效結合,其起源是（shì）用膜分離技術取代活性汙泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝不僅有效（xiào）地達到了泥水分離的（de）目的,而且具有汙（wū）水三（sān）級處理傳統工藝不可比擬的優點:

1、高效地進行（háng）固液分（fèn）離,其分離效果遠好於傳統的沉澱池,出水（shuǐ）水質（zhì）良（liáng）好,出水懸浮物（wù）和濁（zhuó）度接近於零,可直接回用,實（shí）現（xiàn）了汙水資源化。

2、膜的高效截留作用（yòng）,使微生物完（wán）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)的完全分離,運（yùn）行控製靈活穩（wěn）定。

3、由（yóu）於MBR將傳（chuán）統汙水處理的曝（pù）氣池（chí）與（yǔ）二沉池合二為一,並取代了三級處理的全部工藝設施,因此可大幅減（jiǎn）少占地麵積,節省土建投資。

4、利於硝化細菌的截留和繁殖,係統硝化效率高。通過（guò）運行方式的改變亦可有（yǒu）脫氨和除磷功能（néng）。

5、由於泥齡可以非常長（zhǎng）,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反應器（qì）在高容積負荷、低汙泥（ní）負荷、長泥齡下運行,剩餘汙泥（ní）產量（liàng）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（zhì）,操作（zuò）管理方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜（mó）分（fèn）離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代（dài）二沉池在生物反（fǎn）應器中保持高活性汙泥濃度（dù）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（yǔ）傳統的生化水（shuǐ）處理技術相比，MBR具有（yǒu）以下主要特點：處理效率高、出水水質好；設備（bèi）緊湊、占地麵積小；易實現自動（dòng）控製、運行管理（lǐ）簡單。80年（nián）代以來，該技術愈來（lái）愈受到重視，成為研究的熱點之一。膜生物反應器己應用於美國、德國、法（fǎ）國和埃及等十多個國家，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（jìn）展十分迅速。 國內對MBR的研究大致可（kě）分（fèn）為幾個方麵：

（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式（shì），生物反應處（chù）理工藝從活性汙泥法擴（kuò）展（zhǎn）到接觸（chù）氧化法、生物膜法、活性（xìng）汙（wū）泥與生物膜相結合的複合式工藝（yì）、兩相厭（yàn）氧工藝；

（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（jiàn）與工（gōng）藝參數，盡可能減輕膜汙染，提高膜組件的處（chù）理能力和運行穩定性；

（3）擴大MBR的應用範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降（jiàng）解工業廢水（shuǐ）（石化汙水、印染廢水（shuǐ）等），但以生活汙水的處理為主。

在我國，MBR同時（shí）應用於生活汙水與工業廢水處理的研究。 這些研究結果都表（biǎo）明：MBR對各種高濃度有機廢水（shuǐ）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量僅為2250m3/人.年，不足世界（jiè）平均水平的1/4。在我國600多個城市中，有300餘座城市缺水，真中嚴重（chóng）缺水城市有100餘個，年缺水量近60億m3，每（měi）年因缺水造成經濟（jì）損失約2000億元人民幣（bì）。華北地區人（rén）均水資源占有量隻有250—480m3/人.年，低於全國人均水平的1/5，這一地區的所有城市幾乎都麵臨（lín）缺水問題。因此汙（wū）水（shuǐ）回用是緩解華北平原水危機的重要措施之一。膜生物反應器技術以其優質的出（chū）水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而（ér）倍（bèi）受關注。盡管還存在較高的運行費用問題，但隨著膜製造技術的（de）進步，膜質量的（de）提高和膜製造成本的降低，MBR的投資（zī）也會隨之降低。如聚乙烯中（zhōng）空纖維膜，新型陶瓷（cí）膜的開發（fā）等已（yǐ）使其成本比以往（wǎng）有很大降低。另一方麵，各種新型膜生物（wù）反應器的開發（fā）也使真運行費用大大降低，如（rú）在低壓下運行的重力淹沒式（shì）MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此（cǐ），從（cóng）長（zhǎng）遠的觀點來看（kàn），膜生物（wù）反應器在水處理中應用範圍（wéi）必將越來越廣。在（zài）水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的（de）發展潛力，將是新世紀替代傳統廢水處理技術的有力競爭者。

技（jì）術優點

高MLSS與微濾膜過濾下，出水（shuǐ）水質穩定（dìng）,高品質。高容積負荷下，停留時間短，MBR流程較傳統係統簡單 ，占地麵積減小完全取代沉澱池、砂（shā）濾單元，占地麵積較傳統方式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷衝擊能力強，有效處理高濃度有機廢水在微（wēi）濾（lǜ）膜（mó）過濾下，分離效果遠優於傳統沉澱池及砂濾等處理單（dān）元，出（chū）水（shuǐ）水質（zhì）良好（hǎo）穩定，懸浮物（wù）和濁度低，一般低汙染度（dù）市（shì）政廢水處理後，可直接做為中水道用水（shuǐ）或現（xiàn）場資源回收水使（shǐ）用有利（lì）於增殖緩（huǎn）慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，係統的（de）硝化效率得以（yǐ）提高，A/O反應下具（jù）高效脫 氮的功能。A/O、A2O法可（kě）有效去（qù）除氨氮與磷，尤其適用於（yú）水質管製區內使用微濾膜（mó）可攔除大（dà）部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得（dé）安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低（dī）生物攔截在池內,可取得較長的SRT高（gāo）汙（wū）泥齡之（zhī）運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄汙（wū）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係統及高（gāo）MLSS,可輕易克服變異性大之廢水係（xì）統PLC控製設計，操作維（wéi）護容易，可實現自動化控（kòng）製，便於管（guǎn）理高生物汙泥操作（zuò）濃（nóng）度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少（shǎo）生物好氧汙泥池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪（zào）音，低臭味膜分離大大提高了（le）汙（wū）水的大分子（zǐ）難降解（jiě）的（de）物（wù）質處理效率標準移動式模（mó）組化設計，快速（sù）簡單（dān）的安（ān）裝，易於（yú）分期（qī）擴充適用於對於舊有汙水處理廠進行改造，僅需增設MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序

流程變動原程序中有沉澱池兩（liǎng）座（zuò）、快混池、慢混（hún）池、加壓浮除、上流式過濾一組、活性炭塔兩座等程（chéng）序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中（zhōng）一池沉澱池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理（lǐ）水質更佳 原先（xiān）至加壓浮除後（hòu）排放水（shuǐ）質：

COD=182mg/l，SS=6.5mg/l，

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

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，人員操作技術性與複雜度高。所（suǒ）需（xū）人力多。 由MBR池取代後，反洗由（yóu）PLC自動控製。化學洗程序單純，各組分別（bié）實施。人員（yuán）操作管（guǎn）理極容（róng）易。

設置成本池體多、機械多由（yóu）原有沉澱池體空間運（yùn）用。

耗材（cái）由於機械眾多，複雜，耗材數（shù）量大。也必須活化或更新活性炭。機（jī）械（xiè）數量少，形式單純

總述

膜

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

操作方式

當膜選定後（hòu），其物化性質也就確（què）定（dìng）了，因此，操作方式（shì）就成為影響膜生物反應器膜（mó）汙染的主要因素。不僅汙泥濃度（dù）、混合液粘度等（děng）影（yǐng）響膜通量，混合液本身的過濾性能（néng），如活性汙泥性狀、生物相也影響（xiǎng）膜生物反應器（qì）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改善泥水分離性能，形成體積更大、粘性（xìng）更小的汙泥絮（xù）體，減少了膜堵塞的機會（huì）。但絮凝劑（jì）的過（guò）量加人（rén）會造成汙泥活性受到限製，影響反應（yīng）器的處理（lǐ）能力和處理效（xiào）果。

水（shuǐ）力學（xué）特性

改善（shàn）膜麵附近料液的流體力學條件，如提高流體的（de）進水（shuǐ）流速，減少濃差極化，使（shǐ）被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的方（fāng）式；而一體式膜生物反應器實質上是一種（zhǒng）死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助（zhù）於防止膜麵沉積汙染。因此（cǐ）設計合理的流（liú）道（dào）結構，提高（gāo）膜間液體上（shàng）升流速，使較大的暖氣量起到了衝刷膜表麵的錯流過（guò）濾（lǜ）效果對於淹沒式膜生物反應器顯得尤為（wéi）重要。

應用領域

各類（lèi）飲料工廠、酒廠、食品廠、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（shàn），逆滲透係統之前處理、汙水回收、大型市政（zhèng）廢水處理（lǐ）及再利用、社區生活中水回用、辦公大樓中水回（huí）用、餐廳或風景區廢水處理及再利用、地表水（shuǐ）淨（jìng）化處理（lǐ）、洗車廠船舶汙水回收再利用、放流水直接（jiē）過濾，完全取代砂濾。

操作省人力、逆洗超快、無逆洗水出現…。降低SS保證至10以下，但往往逼近0

取代傳統RO前處理。取代純水製造的前處理（lǐ）。

地下水砂粒過濾。

配合（hé）MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮（suō）池、砂濾池等用地節省。更大大去除COD與BOD。尤其對於

BOD去除率超顯（xiǎn）著，20以下為正常值。

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

在歐、美、大陸蓬勃（bó）發展，大家都在腦力激蕩，如（rú）何配套使用。如：養殖業淨水、采礦（kuàng）業、飲水機（jī）等等。變形（xíng）的中空纖維膜應用，如雨後春筍。

分類

在水處理行業中，膜生物反應器投入大規模實際應用，膜生（shēng）物反應（yīng）器（qì）依據膜組件（jiàn），及原（yuán）理有不同的（de）分類。下麵我們就來了解一下膜（mó）生物反應器（qì）分（fèn）類。

從整體（tǐ）上來講，膜生物反應器分類有（yǒu）以下幾種：

膜分離生物反應器：膜分離（lí）生物反應器用於汙水處理中的固液分離。

膜曝氣生物反（fǎn）應器：膜曝（pù）氣生物反（fǎn）應器中膜被用（yòng）於氣（qì）體質量傳遞，通（tōng）常是為好（hǎo）氧工藝供氧，可以實現生物反應器的無泡曝氣，大（dà）大（dà）提高反應器的傳氧效率。

萃取膜生物反應器：萃取膜生物（wù）反應器主要用於工業中優先汙染物的處（chù）理（lǐ），選擇性透過膜（mó）被用於萃取特定（dìng）的（de）汙染物。

按照膜組件的放置方式可分為：分體式和一體式膜生物反應器

分體式膜生物反應（yīng）器（qì）（又稱（chēng）外置式膜生物（wù）反應器）是把生物反應器與膜組件分開放置，膜生物反應器的混合（hé）液經增壓後進入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜（mó）得到係統出水，活性汙（wū）泥則被截（jié）留，並隨濃縮液回流到生物（wù）反應器內。

一體式膜生物反應器（又稱內置式膜生物反（fǎn）應器）則直接將膜組（zǔ）件置於反應器內，通過的抽吸得（dé）到過濾液，膜表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方（fāng），混合液隨氣流（liú）向上流動，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（wū）水生物處理技術（shù）與膜分離技術的有（yǒu）機結（jié）合。

按照膜（mó）生物反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

好氧膜（mó）生物反應器（qì）一般用於城市和工業的處理，好（hǎo）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（yòng）於處（chù）理工業的主要（yào）為了去除一些特別（bié）的汙染物，如油脂（zhī）類（lèi）汙染物。

厭氧膜生（shēng）物發生器中，通過膜的（de）高效截留，不僅解決了厭氧汙（wū）泥容易從膜（mó）生物反應器流失導致出水（shuǐ）水質降（jiàng）低的問題，同時膜分離的（de）作用還體現在對厭氧反應器的（de）構造與處理效果的強化方（fāng）麵。以UASB與膜（mó）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器來實現固液氣的分離；而對於兩相厭氧（yǎng）MBR，由於膜分離的作用（yòng）使產酸反應氣中的產（chǎn）酸菌（jun1）濃（nóng）度增加，提高了（le）水解發酵能（néng）力，同時膜將大分子有機物截留（liú）在產酸反應器中使水解發酵，因此（cǐ）保持較高的酸化率。厭（yàn）氧膜生（shēng）物反應器廠用於高濃度有機分水（shuǐ）的處理效果，由（yóu）於膜生物反應器缺少曝氣，為（wéi）了使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處理高濃度有機的（de）厭氧膜生物反應器均采用分體（tǐ）式（shì）。

反（fǎn）應器特點

(1)出水水質好，穩定性高膜過（guò）渡出水使得膜生物反應（yīng）器內獲（huò）得比普通活性汙泥法高得（dé）多的生物濃度，極大地提高了（le）生物降（jiàng）解（jiě）能力和抗負荷衝擊（jī）能力。同時，汙泥停留時（shí）間較長，這也為難降解有機物分解菌和硝化菌（jun1）等增殖速（sù）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以取得理想效果。另一方麵，膜生物反應（yīng）器膜分離對小（xiǎo）於（yú）膜孔徑有機大分子物質的截留作用，能（néng）夠確保（bǎo）濾後（hòu）出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地少膜生物反應器（qì）可以（yǐ）維持較高的汙泥濃度，通常（cháng）MLSS為（wéi）8～20g/L，是（shì）傳統生物處（chù）理的2.5～5倍，同時係統省去了二沉池和汙泥回（huí）流設備，因而占地（dì）麵積省。

(3)膜生物反應器操作（zuò）維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水和運行不受（shòu）汙泥泥膨脹等（děng）因素的影響，操作維護簡單方便，且易於實現自動控製管理。

(4)膜生物反應（yīng）器汙泥（ní）處水費（fèi）用低係統汙泥濃度（dù）高，泥齡長，這意味著排泥量少，產泥量僅占傳統工（gōng）藝的30%，這對後（hòu）續（xù）的汙泥處理極為有利。

膜生物反應器(MBR)主（zhǔ）要應用於城市汙水的回收淨化，汙水經MBR處理後，出水水質已達到建設部《生活雜用水水（shuǐ）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等非飲用水的目的，MBR具有實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。

膜生物反應器（MBR）技術（shù）是膜分離（lí）技術與（yǔ）生物技術有機結合的新型廢水（shuǐ）處理技術（shù），它利用膜分離設備將生化反應（yīng）池中的活性汙泥和大分子有機物截留住，省（shěng）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（de）功能，使活性汙泥濃度大（dà）大提高，其水力停留時間（HRT）和（hé）汙泥停（tíng）留時（shí）間（SRT）可以分別控製。