在汙（wū）水（shuǐ）處理，水資源再利用領域，MBR又（yòu）稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單（dān）元與生物（wù）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（yǒu）機結合之新型態廢（fèi）水處理係統。以膜組件取代傳統生（shēng）物處理技術（shù）末端二沉池，在生物反應器中保持高活性汙泥濃度，提高生物處（chù）理有機（jī）負荷，從（cóng）而減少汙水處理設施占地麵（miàn）積，並通過保持低汙泥負（fù）荷減少剩餘汙泥量。主要（yào）利用膜分（fèn）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)可延長至（zhì）30天以（yǐ）上。

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

反應器用途（tú）

汙水（shuǐ）處理:中國是一個缺（quē）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（gōng）業（yè）汙水（shuǐ）通過膜（mó）生物（wù）反應器等（děng）設備處理之後,將（jiāng）其用於綠化、衝洗、補充觀賞水體等非飲用（yòng）目的,而將清潔水用於飲用等高水質要求的用途。城市汙水、工業汙水就近可得,可（kě）免去（qù）長距離輸水，而（ér）實現就近（jìn）處理實現水資源的充分（fèn）利（lì）用，同時汙水經過（guò）就近處理，也可防止汙水（shuǐ）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（de）地區廣泛采用,被認為21世紀汙水處（chù）理最實用技術。

組成部分

進水井

進水井裏設（shè）置（zhì）溢流口和進水閘門，在來水量超過係統負荷或者（zhě）處理係統發生事故的情況 下，關閉進水閘門，汙水直接通過溢（yì）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）量雜物，為了保證MBR係統的正常運（yùn）行，必須（xū）將各種（zhǒng）纖維、渣物、廢 紙（zhǐ）等雜物攔截在係統之外，因此在係統前設置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節池（chí）

收集的汙水水量和水（shuǐ）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（hé），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統前設計調節池。調節池（chí）內需要定期清理沉澱物。調節池一般（bān）設置溢流，在負荷（hé）過大的情況下，保證係統 的運行正常。

MBR反應池

在（zài）MBR反應池（chí）裏進行著有（yǒu）機汙染物（wù）的降解和泥水的分離。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、集水係統、出水係統、曝（pù）氣係統。

消（xiāo）毒裝置

根（gēn）據出水的要求，係統設計有消毒裝置，可自（zì）動控製加藥量。

計量裝置

為（wéi）了能夠保證係（xì）統運行良好，需要采用一定的計（jì）量裝置進行係統的參數控製。計量控製儀器包括流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝於設備機房內。主要控製進水泵（bèng）、風機和抽吸泵。控製（zhì）有手動控製和自動控製兩（liǎng）種形式。進水泵在PLC控製下，根據各反應池水位情況，自動（dòng）運行。抽吸泵運（yùn）行按預設時間周期間歇控（kòng）製，當（dāng）MBR反應池低水位（wèi）時，抽吸泵自動停止，以保護膜（mó）組器。

反應器工藝

膜生物（wù）反應器(MBR)是楊造燕教授及其領導的科研小組（zǔ）曆經10年時間研究開發出來的新型汙水生物處理裝置（zhì）,該技術被稱（chēng）為"21世紀的水處理技術（shù）",該項目曾被列為國家八（bā）·五、九·五重點科技攻關項目並被國家（jiā）列（liè）為"中國21世紀議程實施能力及可持續發（fā）展（zhǎn）實用新技術（shù）",此項技術（shù）在國內處於領先水平,部分指標達到（dào）國際領先水平。

MBR是（shì）膜分離技術與生物處理法的高效結合,其起源是用膜分離（lí）技（jì）術取代活（huó）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目的,而且具有汙水三級處理傳統工藝（yì）不可比（bǐ）擬的（de）優點:

1、高效地進（jìn）行固液分離,其分離效果遠好於傳統（tǒng）的沉澱池,出水水質良好,出（chū）水懸浮物和濁度（dù）接近（jìn）於零,可（kě）直接回用（yòng）,實（shí）現了汙水資（zī）源化。

2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在（zài）生物反應器內,實現反應器水力停留時間(HRT)和（hé）汙泥齡(SRT)的完全分離,運行控製靈活穩定。

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

4、利於硝化細菌的截留和（hé）繁殖,係（xì）統（tǒng）硝化效率（lǜ）高。通過運（yùn）行方式的（de）改變亦可有脫氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以非（fēi）常長,從（cóng）而大大提高難降（jiàng）解有機物的降解效（xiào）率。

6、反應器在（zài）高（gāo）容積負荷（hé）、低汙泥負荷、長泥齡下（xià）運行,剩餘汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理論上可實現（xiàn）零汙泥排放。

7、係統（tǒng）實現（xiàn）PLC控製,操作管理方便（biàn）

膜生物反應器（MBR）是（shì）一種由膜分離單（dān）元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組（zǔ）件取代二沉池在生物反（fǎn）應器中保持（chí）高（gāo）活性（xìng）汙泥濃度減少汙水處理設施占地，並（bìng）通過保持低汙泥負荷減少汙泥（ní）量。與傳統（tǒng）的生化水處理技（jì）術相比，MBR具有以下主要特點：處理（lǐ）效率高、出水水質好；設備緊湊、占地麵積小；易實現自動控製、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱（rè）點之一。膜生物反應器己應用於（yú）美國、德國、法（fǎ）國和埃及等十（shí）多個國家（jiā），規模從6m3/d至 13000m3/d不等。

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

（1）探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（yīng）處理工藝從活性汙泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性汙泥與生物膜（mó）相結合的複合式工藝、兩相厭氧工（gōng）藝；

（2）影響（xiǎng）處理效果與膜汙染的（de）因素、機理及（jí）數學模型的研究，探求（qiú）合適的操作條件與工藝參（cān）數，盡可（kě）能減輕膜汙染，提高膜組（zǔ）件（jiàn）的處理能力和（hé）運行穩定（dìng）性；

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

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

我（wǒ）國人（rén）均水資源擁有（yǒu）量僅（jǐn）為（wéi）2250m3/人.年（nián），不（bú）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，真中嚴重缺水城（chéng）市有100餘個，年缺水量近60億（yì）m3，每年因缺水造成經濟損失約2000億元人民幣。華北地區人均水資源占有量隻（zhī）有250—480m3/人.年，低（dī）於全國人均水平的1/5，這（zhè）一地區（qū）的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因此汙水回用是緩（huǎn）解華北平（píng）原水（shuǐ）危機的重要措施（shī）之一。膜生物反應器技術以其優質的（de）出水水質（zhì）被認為是具有較好經濟、社會和環境（jìng）效益的節水技術而倍受關注。盡管還存在較高的運行費用問題，但隨著膜製造（zào）技術的進步，膜質量的提高和膜製造成（chéng）本的降低，MBR的投資也會隨之（zhī）降（jiàng）低。如聚（jù）乙烯（xī）中空纖維膜，新型（xíng）陶瓷膜的開發等已使其成本比以往有很（hěn）大降低。另一方麵，各種新型膜生物反應器的開發也使真運行費用大大降低，如在低壓（yā）下運行的重力淹沒式（shì）MBR、厭氧（yǎng）MBR等與（yǔ）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（jiàng）。因此，從長遠的觀點（diǎn）來看，膜生物（wù）反（fǎn）應器在水處理中應用範圍必將越來越廣。在（zài）水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨（jù）大的發（fā）展潛力（lì），將是新世紀替代傳統廢水處理（lǐ）技術的有（yǒu）力競爭者（zhě）。

技術優點

高MLSS與微濾膜（mó）過濾下，出水水質穩定,高品質（zhì）。高容積負荷下，停留時間短（duǎn），MBR流程較傳統（tǒng）係統簡單 ，占地麵積減小完全取代沉澱（diàn）池、砂濾單元，占地麵（miàn）積較傳統方式節省30%，

反（fǎn）應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷（hé）衝擊能力強，有效處理高濃度（dù）有機廢水在微濾（lǜ）膜過濾（lǜ）下，分離效果遠優於傳統沉澱池及砂濾等處理單元，出水水質良好（hǎo）穩定，懸浮物（wù）和濁（zhuó）度低，一般低汙染度市政廢水處理後，可直接做為中水道用（yòng）水或現場資源回收水（shuǐ）使用有利於增殖緩慢的（de）硝化（huà）細菌的截（jié）留（liú）、生（shēng）長和繁殖（zhí），係（xì）統的硝化效率（lǜ）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，尤其適用於水質管製區內使用微濾膜可（kě）攔除大（dà）部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添（tiān）加（jiā）量及獲得安全的回用水 低能耗，操作運轉（zhuǎn）費用低生物攔截在池內,可取得較長的SRT高汙（wū）泥齡之運轉下,在生物自解（jiě）下汙（wū）泥量減少1/2以上 。低廢棄（qì）汙（wū）泥量低於傳（chuán）統活性汙泥法、排泥周期長、操作（zuò）彈性（xìng）大，生物膜管係統屬於絕對過（guò）濾係統及高MLSS,可輕易克服變異性大（dà）之廢水係統PLC控製設計，操作維護容易，可實現（xiàn）自動化控製，便（biàn）於管理高生物汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好（hǎo）氧汙（wū）泥池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭（chòu）味膜分離大大提高了汙水（shuǐ）的（de）大分子難降解的物質處理效（xiào）率標準移動式（shì）模組化設計，快速簡（jiǎn）單的（de）安（ān）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膜組設備。

原有程序（xù）加入MBR程序

流（liú）程變動原程序中有沉澱池兩座、快（kuài）混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一組、活性（xìng）炭塔兩座等（děng）程序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一池沉澱池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理水質更佳 原先至加（jiā）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（hù）更容易，成本更低 原先程序複雜，池體與機械眾（zhòng）多，人員操作技術（shù）性與複雜度高。所（suǒ）需人力（lì）多。 由MBR池取代後，反洗由PLC自動控製。化（huà）學（xué）洗程序單純，各組分別實施。人員操（cāo）作管理極容易。

設（shè）置成本（běn）池體多、機械多由原有沉澱池體空間運用。

耗材由（yóu）於機械眾多，複雜，耗材數量大。也必須活化（huà）或更新活性炭。機械數量少，形式單純

總述

膜

膜（mó）生物反應器的材料分為有機膜和無機膜兩（liǎng）種。膜生物反應器（qì）曾遍采用有機膜，常用的膜材料為聚（jù）乙烯、聚丙（bǐng）烯等。分離式膜（mó）生物反應（yīng）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（zǐ）量越大，初始膜通（tōng）量越大，但（dàn）長期運行膜通量未（wèi）必越大（dà）。

操作方式

當膜選定後，其物化性質（zhì）也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜生物反應器膜汙染的主要因素。不（bú）僅汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合（hé）液本身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物相也影響膜生（shēng）物反應器膜通量（liàng）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（dà）、粘性（xìng）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汙泥活性受（shòu）到限製，影響反應器的處理能力（lì）和處理效果（guǒ）。

水力學特性

改善膜麵附近料液的（de）流體力學條件，如提高流體的進水流速，減少濃差極（jí）化，使被截留的溶質及時被（bèi）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（yī）體式膜生物反應器實質上是一種死端（duān）過濾方式。與（yǔ）死端過濾相比，錯流過濾更（gèng）有助（zhù）於防（fáng）止膜麵沉積汙染。因（yīn）此（cǐ）設計合理的（de）流道結構，提高（gāo）膜間液體上升流速，使較大的暖氣量起到（dào）了（le）衝刷膜表麵的錯流過濾效果對於淹（yān）沒式膜生物反應器顯得尤為重要（yào）。

應用領域

各類飲料（liào）工廠、酒廠、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮革（gé）、紙漿廠、製藥業、高濃（nóng）度有機等之廢水處理、汙水廠製程改（gǎi）善，逆滲透（tòu）係統（tǒng）之前處理、汙水回收、大型市政廢水處理及再利用、社區生活中水回用（yòng）、辦公大樓中水回用、餐（cān）廳或風景區（qū）廢水處理及再利用、地表水淨化處理（lǐ）、洗（xǐ）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（shěng）人力、逆洗超快、無逆洗水出現（xiàn）…。降低SS保證至10以下，但往往逼近（jìn）0

取代傳統RO前（qián）處理。取代純水製造的（de）前處理。

地下水砂（shā）粒過濾。

配合MBR工（gōng）法，不用沉澱（diàn）池、汙泥濃縮（suō）池（chí）、砂（shā）濾池等用地節省。更大（dà）大去除COD與BOD。尤其對於

BOD去除（chú）率超顯著，20以下為正常值。

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

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家（jiā）都在腦力激蕩，如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦業、飲水機等等。變形的中空纖維膜（mó）應用，如雨後（hòu）春筍。

分類

在水處理行業（yè）中，膜生物反應器（qì）投入大規模實際應用，膜（mó）生物（wù）反應器依據膜組件，及（jí）原理有不同的分類。下麵我們就來（lái）了解一下膜（mó）生物反（fǎn）應器分類。

從整體上來講，膜生物反應器分類有以下幾種：

膜分離生物反應器：膜分離生物反應器用於汙水處理中的固液分離。

膜曝氣生物反應器：膜曝氣生物反應器中膜被用於氣體質量傳遞，通常是為好氧（yǎng）工藝供氧，可以（yǐ）實現生物反應器的無（wú）泡曝氣，大大（dà）提高反應器的傳氧效率。

萃取膜生物反應器：萃取膜生物反應器（qì）主要用於工業（yè）中（zhōng）優先汙染物的處理，選擇性透過膜被用於萃取特定的汙染物。

按照膜組（zǔ）件的放置方式可分為：分體式和一體式（shì）膜生物反應器

分體式（shì）膜生物反應器（又稱外（wài）置（zhì）式膜生物反應器）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（jìn）入膜（mó）組件，在壓（yā）力作用下混合液中的液體透過膜得到係（xì）統出水，活性汙（wū）泥則被截留（liú），並隨濃縮液回流到生物（wù）反應器內。

一體式（shì）膜生物反應器（又稱內置式（shì）膜生物（wù）反應器）則（zé）直接將膜組件置於反應器內，通過的抽吸得到過濾液，膜表麵清洗所需（xū）的錯（cuò）流由空（kōng）氣攪（jiǎo）動產生，設置在（zài）膜的正下方，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（shì）膜生物反應器工藝是汙水生物處理技（jì）術（shù）與膜分離技術的有機結合。

按（àn）照膜生物反應（yīng）器（qì）是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應（yīng）器

好氧（yǎng）膜生物反（fǎn）應器一般用於城市和工（gōng）業（yè）的（de）處（chù）理，好氧（yǎng）MBR用於（yú）城市（shì）汙水處（chù）理通常是為了使出水達到（dào）回用（yòng）的目的，而用（yòng）於處理工業（yè）的主要（yào）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（shēng）器中，通（tōng）過膜的高效截（jié）留，不僅解決了厭（yàn）氧汙（wū）泥容易從膜生物反應器流（liú）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（xiàng）結合為例，厭氧（yǎng）膜（mó）生物反應器不（bú）再需要設（shè）計的（de）三相分離器來實現固液氣的分離；而對（duì）於兩相厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中的產酸（suān）菌（jun1）濃度增加，提高了水解發酵能力，同時（shí）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（suān）化率。厭氧膜生物反應器廠用於高濃度有機分水的（de）處理效果，由於膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥（ní）處於懸（xuán）浮狀態，處理高濃度有（yǒu）機（jī）的厭氧膜生物反應器（qì）均采用分體式。

反（fǎn）應器特點

(1)出水水質（zhì）好，穩定（dìng）性高膜過渡出水（shuǐ）使得膜生物反應器內獲（huò）得比普通（tōng）活性汙泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能（néng）力和抗負（fù）荷衝擊能力。同時，汙泥停留（liú）時間較長，這也（yě）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以在反應器內繁殖富集，特別是對難降（jiàng）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（fǎn）應器（qì）膜分離對小於膜孔徑（jìng）有機大分子物質的（de）截（jié）留作用，能（néng）夠確保濾後（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可以維持較高的汙泥濃度（dù），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（le）二（èr）沉池和汙泥回流（liú）設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物反應器操作維護簡單膜分（fèn）離單元工（gōng）藝簡單，出水和運行不受汙泥泥膨脹（zhàng）等因素的影響，操作維護簡單方（fāng）便，且易於實現自動控（kòng）製管理。

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

膜生物反應器(MBR)主要（yào）應用於城市汙水的回收淨化，汙水經（jīng）MBR處理後，出水水質已達到建設部《生活雜用水水質標準（zhǔn）》，可直接用於綠化、衝洗、消防、樓房中水回用補充觀賞水體等非飲用水（shuǐ）的目的，MBR具（jù）有實現自動控（kòng）製和操作（zuò）管理方便（biàn）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（dé）到了應用。

膜生物反應器（MBR）技術是膜分離技術（shù）與生物技術有機結合的新型（xíng）廢（fèi）水處理技術，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（shěng）掉二沉池。膜-生物反應器工藝通過（guò）膜（mó）的分離（lí）技術大大強化了生（shēng）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（zhì）。