在汙水處理，水資源（yuán）再（zài）利用領（lǐng）域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜（mó）分離（lí）單元與生物處理單元相結（jié）合（hé）的新型水處（chù）理技術。

反應器介紹

膜生物反（fǎn）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（xīn）型態廢水處理係統。以膜組件取代傳統生物處理（lǐ）技術末端二沉池（chí），在生物反應器中保持高活性汙泥濃度，提高生物處理（lǐ）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量。主要利用膜分離設備截留水中的活性汙泥（ní）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（shēng）至8000~10,000mg/L，甚至更（gèng）高；汙泥齡(SRT)可延（yán）長至30天以上。

膜生物反應器因其（qí）有效的截留作用，可（kě）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（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（kě）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（yòng）是（shì）將城市汙水、工業汙水通過（guò）膜生物反應器等設備處理之（zhī）後（hòu）,將其用於綠化、衝洗、補充觀賞水（shuǐ）體等非飲用目的,而將清潔水用於飲用等高水（shuǐ）質要求的用途。城市汙水、工業汙水就近可得,可免去長距離輸水，而實現就近處理（lǐ）實現水資源的充分利用，同時汙水經過就近處（chù）理，也可（kě）防（fáng）止汙水在（zài）長（zhǎng）距（jù）離輸（shū）送過程中造成汙水滲漏，導致汙染（rǎn）地下水源。汙水回用已經在世界（jiè）上許多缺水（shuǐ）的地（dì）區廣泛采用,被認為21世紀汙水處理最實用技術。

組成部分

進水井（jǐng）

進水井裏設置溢流（liú）口和進水閘門，在來（lái）水（shuǐ）量超過（guò）係統負荷（hé）或者處理係統發生（shēng）事故的情況 下（xià），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（hán）有大量雜物，為（wéi）了保證MBR係統的正（zhèng）常運行，必須將（jiāng）各種纖維、渣物、廢 紙等雜物（wù）攔截在係（xì）統之外，因此在係統前設置格柵,定期將柵渣（zhā）清理幹淨。

調節池

收集的汙水水量和水質都是隨（suí）著時間（jiān）變化的，為了保證後續處理係統的正常運行，降低 運（yùn）行負荷，需要對汙（wū）水的水量和水質進行調解，因此在進入（rù）生物處理（lǐ）係統前設計調節池。調節池內需要定期清理沉澱物。調（diào）節池一般設置溢流，在負荷過大（dà）的情況下，保證係統（tǒng） 的運行正常。

MBR反應池

在MBR反應池（chí）裏（lǐ）進行著有（yǒu）機汙染物的降解和泥水（shuǐ）的分離。作為處理係統的核心部分，反應池（chí）裏麵包括微生物菌（jun1）落、膜組件（jiàn）、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據出水的要求（qiú），係統設計有消毒裝置，可（kě）自動控製加藥量。

計量裝置

為了能夠保證係統運行良（liáng）好，需要采（cǎi）用一定的計量裝置進行係（xì）統的參數（shù）控製（zhì）。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、風機和（hé）抽吸泵。控製有手動控製（zhì）和自動（dòng）控製兩種形式。進水（shuǐ）泵（bèng）在PLC控（kòng）製下，根據（jù）各反應池水位情況，自動運行。抽吸泵運（yùn）行按預（yù）設時間周（zhōu）期間歇控製，當MBR反應（yīng）池低水位時，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)是楊造燕教授及其（qí）領導的科研小（xiǎo）組曆經10年時間研究（jiū）開發出（chū）來的新型汙水生物處理裝置,該技術被稱為（wéi）"21世紀的水處理技術",該項目（mù）曾被列為國家八·五、九·五重（chóng）點科技攻關項（xiàng）目並被國家列為"中國21世紀議程實施（shī）能力（lì）及可持續發展實用新技術",此項技術在（zài）國內處於領先水平,部分指標達（dá）到國際領先水平。

MBR是膜分離技術與（yǔ）生物處理法的高效結合,其起源（yuán）是用膜分離技（jì）術取代活性汙泥法中（zhōng）的二沉池,進行固液分離（lí）。這種工藝不僅有效地達到了泥水（shuǐ）分離的目的,而且具有汙水三級處理傳統工藝不（bú）可（kě）比擬的優點:

1、高效地進行固液分離,其分離（lí）效果遠好（hǎo）於傳統的沉澱池,出水水質良好,出水懸浮物和濁度接近於零,可直接回用,實現了汙水資源化（huà）。

2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反（fǎn）應器內,實現反應器水（shuǐ）力停留時間(HRT)和汙泥齡（líng）(SRT)的完（wán）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（chí）與二沉池合二為一,並取代了三級（jí）處理的全（quán）部工藝設施,因此可大幅減少占地（dì）麵積,節（jiē）省土建投（tóu）資（zī）。

4、利於硝化細菌的截留和繁（fán）殖,係統硝化效率高。通過運行方式的改變亦可有脫氨（ān）和除（chú）磷功能。

5、由於泥齡可以（yǐ）非常長（zhǎng）,從而（ér）大大提高難降解有機物的（de）降解效（xiào）率。

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

7、係統實（shí）現PLC控製,操（cāo）作管理方便

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（èr）沉池在生物反應器中保持（chí）高活性汙泥濃度減少汙水處理設施占地，並通過保持低汙泥負荷減少汙泥量（liàng）。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率（lǜ）高、出水水質好；設備緊湊、占地（dì）麵積小；易實現（xiàn）自動控製、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來（lái）愈受到重（chóng）視，成為研究的熱點之一。膜（mó）生物反應器己應用於美國、德國、法國（guó）和埃及等十多個國家，規模從6m3/d至 13000m3/d不等。

我國對MBR的研究還不到十（shí）年，但進展十分（fèn）迅速。 國內對MBR的（de）研究大致可分為幾個方麵：

（1）探索不同生物處（chù）理（lǐ）工藝與（yǔ）膜分離單元的（de）組（zǔ）合形式，生物反應處理工藝從活（huó）性汙泥（ní）法擴展到（dào）接觸（chù）氧化法、生物膜法、活（huó）性汙泥與生物膜相結合的複合式工藝、兩相厭（yàn）氧工藝（yì）；

（2）影響處（chù）理效果與膜汙染的因素、機理及數學（xué）模型的研究，探求合適（shì）的操作條件與工藝參數，盡可能（néng）減（jiǎn）輕膜汙染，提高膜（mó）組件的處理能力和運行穩定性；

（3）擴大MBR的（de）應用範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴（kuò）展到（dào）高濃度有機廢水（食品（pǐn）廢水、啤酒廢水）與（yǔ）難降解工業（yè）廢水（石化汙水、印染廢水等），但以生活汙（wū）水的處理為主。

在（zài）我國，MBR同時應用於生活汙水與工業廢水處（chù）理的（de）研究。 這（zhè）些研究結（jié）果都表明：MBR對各種高濃度有機（jī）廢水與難降解廢（fèi）水的（de）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，不足世界平均水平的1/4。在我國600多個城市（shì）中，有300餘座城市缺水，真中嚴（yán）重缺（quē）水城市有100餘個，年缺水（shuǐ）量近60億m3，每年因缺水造成經濟損失（shī）約2000億（yì）元人民幣。華（huá）北地區人均水資源占有量隻有250—480m3/人.年，低於全（quán）國人均水平的1/5，這一地區的（de）所（suǒ）有城市幾乎都麵臨缺水（shuǐ）問題。因此汙水回用（yòng）是緩解華北平原水危機的重要（yào）措施之一。膜生（shēng）物（wù）反應器技術以（yǐ）其優質的出水水質被認為是具有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而倍受關注（zhù）。盡管還存在較高的運行費用問題，但隨著膜製造技術的進步，膜質量的提高和膜製造成本的降低（dī），MBR的投資也會隨之降低。如聚乙烯中空（kōng）纖維膜，新型陶瓷膜的開發等已使其成本比以往有很大降低。另一方麵，各（gè）種新型膜生物反應器的開發也使真運行費用大（dà）大降低，如（rú）在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等（děng）與傳統的（de）好氧加壓膜生物反應（yīng）器相比，其運（yùn）行費用（yòng）大幅度下降。因此，從長遠的觀（guān）點來看，膜生物反應器在（zài）水處理中應用範（fàn）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（shì）出其巨大的發展潛力，將是新世紀替代（dài）傳統廢水處理技（jì）術（shù）的有力競爭者。

技（jì）術優點

高MLSS與微（wēi）濾膜過濾下，出水水質穩定,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、砂濾單元，占地麵積較傳統方式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達（dá）10000mg/L以上，耐負荷衝擊（jī）能（néng）力強，有（yǒu）效處理高濃（nóng）度有機廢水在微濾膜過濾下，分（fèn）離效果遠優於傳統沉澱池及砂濾等處理單元，出（chū）水水質良好穩定，懸浮物和濁度低（dī），一般低（dī）汙染度市政廢水處理（lǐ）後，可直接做為中水（shuǐ）道（dào）用水（shuǐ）或現（xiàn）場（chǎng）資源回收水使用有利於增殖緩慢的（de）硝化細菌的截留、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（de）功（gōng）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（shǐ）用微濾膜可攔除大部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及（jí）獲得安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低（dī）生物（wù）攔截在池內,可取得較長的SRT高汙泥（ní）齡之運轉下,在生物自解下汙（wū）泥量減（jiǎn）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（xì）統屬於絕（jué）對過（guò）濾係統及高（gāo）MLSS,可輕（qīng）易克服變異性大之廢水係統PLC控製設計（jì），操作維護容易，可實現自動化（huà）控製，便於管理高生物汙泥（ní）操（cāo）作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙泥池之體積 可作封閉式設計，低公害（hài），低噪音，低臭味膜分離大大提高（gāo）了汙水的大分子難（nán）降解的物質處理效率標準移動式模組化設計（jì），快速簡單的安裝，易於分期擴（kuò）充適用於對（duì）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（dòng）原程序中有沉（chén）澱池兩座、快混池、慢混池、加壓（yā）浮除、上流式過濾一組（zǔ）、活性炭塔兩座等程序。幾乎可全（quán）被MBR持取代。 將其中一池（chí）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（zhì）更佳（jiā） 原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（shuǐ）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，池體與機械眾多，人員操作技術性與（yǔ）複雜度高。所需人力多。 由MBR池取代後（hòu），反洗（xǐ）由PLC自動控製。化學洗程序單純，各組分別實施。人員操作管（guǎn）理極容易。

設置成（chéng）本池體多、機（jī）械多由（yóu）原（yuán）有沉澱池體空間運用。

耗材由（yóu）於機械眾多，複雜，耗材數（shù）量大。也必須活化或更新（xīn）活性（xìng）炭。機械數量少，形式單純

總述

膜

膜生物反應器的材料分為有機膜和（hé）無機膜兩（liǎng）種。膜生（shēng）物反（fǎn）應器（qì）曾遍采用有機膜，常用的膜（mó）材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式膜生物反應器通常采用超濾膜組（zǔ）件，截留分子量一般在2—30萬（wàn）。膜生物反應器截留分子量越大，初始膜（mó）通量越大，但長（zhǎng）期運行膜通量未（wèi）必越大。

操作方式

當膜選定後，其物化（huà）性質（zhì）也就確定了，因（yīn）此，操作（zuò）方式就成為影響膜（mó）生物反應器膜（mó）汙染的主要因素。不僅汙（wū）泥濃度、混合液粘（zhān）度等影響（xiǎng）膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生（shēng）物相也（yě）影響膜生物反應器膜通量的衰減（jiǎn）。有研（yán）究表明：粉末活性（xìng）炭（PAC）與（yǔ）絮凝劑的加入有助於改善泥水分離性能，形成（chéng）體積更大、粘性更小的汙泥絮體（tǐ），減少了膜堵（dǔ）塞的機會。但絮凝劑的（de）過量加（jiā）人會造成汙泥活性受到限製，影響反應（yīng）器的處理能力和處理效果。

水力學特性（xìng）

改善膜麵附近（jìn）料液的（de）流體力學條件，如提高流體的進水流速（sù），減少濃差極化，使被截留的溶質及時被帶走。分離（lí）式膜生（shēng）物反應器中，一般均采用錯流（liú）過濾的方式（shì）；而一體式膜生物反應器實質上是一種（zhǒng）死端過（guò）濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助於防止膜（mó）麵沉（chén）積汙染。因此設計合理的流道結構，提高（gāo）膜間液體上升流速，使較大的暖氣量起到了衝刷膜表麵的錯流過濾效果對於淹沒式（shì）膜（mó）生物反應器（qì）顯得尤為重要。

應用領域

各類飲料工（gōng）廠、酒廠、食品廠、畜（chù）牧、屠宰廢（fèi）水處理、 n染整（zhěng）、皮革、紙漿廠、製藥業（yè）、高濃度有機等之廢水處（chù）理、汙水廠製程改善，逆滲透係統之前處理、汙水回收、大型市政廢水處理及再利用、社區生活中水回用、辦公大樓中水（shuǐ）回用、餐廳或風景（jǐng）區廢水處理及再利用、地表水淨（jìng）化處理、洗車廠船舶汙水回收再利用、放流水直接過（guò）濾，完全（quán）取代砂濾。

操（cāo）作省人力、逆洗超快、無逆洗水出現…。降低（dī）SS保（bǎo）證至10以下，但（dàn）往往逼近0

取代傳統RO前處理。取代純水製造（zào）的前處（chù）理。

地下水砂粒過（guò）濾。

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

BOD去除率超顯著，20以下為正常值。

MBR工藝再配合A/O、A2/O工（gōng）藝，可大舉降低氮與磷，適用（yòng）在水質與水源保護（hù）區。

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦力激蕩，如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦（kuàng）業、飲水（shuǐ）機等等。變形（xíng）的（de）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（rù）大規模實（shí）際應用，膜生（shēng）物反應器依據（jù）膜組件，及原理有不同的分類。下麵我們就（jiù）來了解一下（xià）膜生物反應器分類。

從整體上來講，膜生物反（fǎn）應器分類有以下幾種（zhǒng）：

膜分（fèn）離生物反應器：膜分離生物反應器用於汙水（shuǐ）處理中的固（gù）液分離。

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

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

按照（zhào）膜組件的放置方式（shì）可分為：分體式和一體式膜生物反應器

分體式膜生物反（fǎn）應器（又稱外置式膜生物反應器）是把生物反應器與膜組件分（fèn）開放置（zhì），膜生物反（fǎn）應器的混合液經增壓後進入膜組件，在壓力作用（yòng）下混合液中的液體透（tòu）過（guò）膜（mó）得到係統出水（shuǐ），活（huó）性汙泥則被截留（liú），並（bìng）隨濃縮液回流到（dào）生物反應器內。

一體式（shì）膜（mó）生物反應器（又稱內置式（shì）膜生物反（fǎn）應器）則直接（jiē）將膜組件置於（yú）反應器內，通過的抽吸得到過濾液，膜表麵清洗所需的錯（cuò）流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合液隨（suí）氣流向上流（liú）動（dòng），在膜表麵產生剪切力，以減少膜（mó）的（de）汙染。一體式（shì）膜生物（wù）反應（yīng）器工（gōng）藝是汙水（shuǐ）生物處理（lǐ）技術與膜分離技術的有機結合。

按照膜生物反（fǎn）應器是否需氧：可（kě）分為好氧（yǎng）和厭氧膜生物反應器（qì）

好氧膜生物反應器一般用於城市和工業的處理，好氧MBR用於城市汙水處理通（tōng）常是為了使出（chū）水達到回用的目的，而用於處理工業的主要為了去除（chú）一些特別的汙染物，如油脂類（lèi）汙染物（wù）。

厭氧膜生物發生器中，通過膜的高效截留（liú），不僅解決了厭氧汙（wū）泥容易從膜生物反應器流失導致（zhì）出水（shuǐ）水質降（jiàng）低的（de）問題，同時膜分離（lí）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與膜單元（yuán）相結合為例，厭（yàn）氧膜生物反應器不再需要設計的三相分離器（qì）來實現固液氣的分離；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（de）產酸菌濃度增加（jiā），提（tí）高了水解發（fā）酵能力，同時膜將大分（fèn）子有機物截留在產酸反應器（qì）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（yú）高濃度有機分水的處理效果，由於膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處理高（gāo）濃度有機的厭氧膜生（shēng）物反應器均采用分體式。

反應器特（tè）點

(1)出水水質好（hǎo），穩定性高膜過渡出水（shuǐ）使得膜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。同時，汙泥停留（liú）時間較長，這也為難（nán）降解有（yǒu）機物分解菌和硝化菌等增殖速度（dù）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，膜生物反應器膜分離對小於（yú）膜孔徑有機（jī）大分（fèn）子物質（zhì）的截留作（zuò）用，能夠（gòu）確保濾後出（chū）水在除菌、消除懸浮物（wù）和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地（dì）少膜生物反（fǎn）應器可以維持較高的汙泥濃度，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池和汙泥回流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生（shēng）物反應器操作維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水和運行不受汙（wū）泥泥膨脹等因素（sù）的影響，操作（zuò）維護簡單（dān）方便，且（qiě）易於實現自動控製管理（lǐ）。

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

膜生物反應器(MBR)主（zhǔ）要應用（yòng）於城市汙（wū）水的回（huí）收淨化，汙水經（jīng）MBR處理（lǐ）後，出水水質已達到（dào）建設部《生活雜用水水（shuǐ）質標準》，可直接用於綠化、衝洗、消（xiāo）防、樓房中水回用補充觀賞水體等（děng）非（fēi）飲用（yòng）水的目（mù）的，MBR具有（yǒu）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（yè）廢水處理與回（huí）用等（děng）方麵已得到了應用。

膜生（shēng）物反應器（MBR）技術是膜分離技（jì）術與生物技術有（yǒu）機結合的新型廢水處理技術（shù），它（tā）利用膜分離設備將生化反應（yīng）池中（zhōng）的活性汙泥和大分子有機物截留（liú）住，省掉二沉池。膜-生物反應器工（gōng）藝通過膜的分離技術大大（dà）強化了生物反應器的功能，使活性（xìng）汙泥濃度大大提高，其（qí）水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。