在汙水處理，水資源再利用領（lǐng）域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由（yóu）膜分離單元（yuán）與生物處（chù）理單元相結合的新（xīn）型水（shuǐ）處理（lǐ）技（jì）術。

反應器介紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離（lí）技術與（yǔ）生物處（chù）理技術有（yǒu）機結合之新型態廢水處理係統。以（yǐ）膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反（fǎn）應器（qì）中保持高活性（xìng）汙泥濃度，提高生物處理有機（jī）負荷，從而減（jiǎn）少汙水（shuǐ）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（yòng）膜分離設（shè）備截留水中的（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（nóng）度可提升至8000~10,000mg/L，甚至（zhì）更高；汙泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應器因其（qí）有效的截留作用，可（kě）保（bǎo）留世（shì）代周期較長的微生物，可實現對汙水深度淨化（huà），同時硝化菌在係（xì）統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能（néng）。

反應器用途

汙水處理:中（zhōng）國是一（yī）個缺水國家,汙（wū）水處理及回用是開發利用水（shuǐ）資源的有效措施。汙水回用是將城市汙（wū）水、工業汙水通過膜生物反應器等設備處理之後,將其用於綠化、衝洗（xǐ）、補充觀賞水體等非飲（yǐn）用目的,而將清潔水（shuǐ）用於飲用等高水質要求的（de）用途。城市汙水、工（gōng）業汙（wū）水就近可得,可免去長距離輸水，而實現就近處理實現水資源的充分利用，同（tóng）時汙水經過就近處理，也可（kě）防止（zhǐ）汙水在長距離輸送過（guò）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（shuǐ）的地區廣泛采用,被（bèi）認為21世紀汙水處理最實用技術。

組成部分

進（jìn）水井

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

格柵

汙水中經常含有大量雜物，為了保證MBR係（xì）統的（de）正（zhèng）常運行，必須將（jiāng）各種纖維、渣物（wù）、廢 紙等（děng）雜物攔截在係統之外，因此在係（xì）統前設（shè）置（zhì）格柵,定期將（jiāng）柵渣清理（lǐ）幹淨（jìng）。

調節池

收集的汙水水量（liàng）和水質都是隨著時間變化的，為了保證後（hòu）續處理係統的正常運行，降低 運行負荷，需要對汙（wū）水的水量和（hé）水質進行調解，因此在進入生物處理係統前設計調（diào）節池（chí）。調（diào）節池內需要定（dìng）期清理沉澱（diàn）物。調節池一般設置溢流（liú），在負荷過大的情況下，保（bǎo）證係統 的運行正常。

MBR反應池

在MBR反應池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（xīn）部分，反應池裏麵包括（kuò）微生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據出（chū）水的要求，係（xì）統設計有消毒裝置，可自動控製加藥（yào）量。

計（jì）量裝置

為（wéi）了能（néng）夠保證係統運行良好，需要采用一定的（de）計量裝置進（jìn）行係統的參數控製。計量控製儀器包括流量計和水表（biǎo）等。

電控裝置

電控箱安裝於設備機房內。主要控（kòng）製進水泵、風（fēng）機和抽（chōu）吸泵。控（kòng）製有手動控製和自動控製兩種形式。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（àn）預設時間周期間歇控製，當MBR反應池低水位（wèi）時，抽吸泵自（zì）動（dòng）停止（zhǐ），以保護膜組器。

反應器工藝

膜（mó）生（shēng）物反應器(MBR)是楊造燕（yàn）教授及其領導的科研小組曆經10年時間研究開發出來的新型汙水生物（wù）處理裝置,該（gāi）技術被稱為"21世紀的水處理技術",該項目（mù）曾被列為國家八·五、九·五重點科技攻關項目並（bìng）被國家列為"中（zhōng）國21世（shì）紀議程實施能力及可持續發展實用新技術",此項技術在國內處（chù）於領先水平（píng）,部分指標達到國際領先水平。

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

1、高（gāo）效地進行固（gù）液分離,其（qí）分離效果遠（yuǎn）好於傳統的沉澱池,出（chū）水水質良好,出水懸浮物（wù）和濁度接近於零,可直接回用,實現了汙水資源化。

2、膜的高效截留作用,使微生物（wù）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,運行控製（zhì）靈（líng）活穩定。

3、由於MBR將傳統汙水（shuǐ）處（chù）理的（de）曝氣池與二（èr）沉池合二為一,並取（qǔ）代了三級（jí）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（xì）菌的截留和繁殖,係統（tǒng）硝（xiāo）化效率高。通過（guò）運行方（fāng）式的改變亦可有脫氨（ān）和除磷功能。

5、由於泥（ní）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、反應器在高容積負荷、低（dī）汙泥負荷、長（zhǎng）泥（ní）齡下運行,剩餘汙泥產量極低,由於泥齡可無（wú）限長,理論上可實現零（líng）汙泥排放。

7、係統實現PLC控製,操作管理方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜（mó）分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（jiàn）取代二沉池在生物反應器中保持高活性汙泥濃度減少（shǎo）汙水處理設（shè）施占地，並通過保（bǎo）持（chí）低汙泥負荷減少（shǎo）汙泥量。與傳統的生化水（shuǐ）處理技術相比（bǐ），MBR具有以下主要特點：處理效率高（gāo）、出水水質好；設備（bèi）緊（jǐn）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（jì）術愈來愈受到重視，成為研究的熱點（diǎn）之一（yī）。膜生物反應器己應（yīng）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（bú）等。

我國對MBR的研（yán）究還不到十年，但（dàn）進展十分（fèn）迅速。 國內對MBR的研究大致可分（fèn）為幾個方（fāng）麵：

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

（2）影響處理效果（guǒ）與膜汙染的因素、機理及（jí）數學模型的研究，探求合（hé）適的操作條件與工藝參數，盡可能減輕膜汙染，提高膜組（zǔ）件的處理能力和運行穩定性；

（3）擴大MBR的應（yīng）用範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴展到高（gāo）濃度有機廢水（食品廢（fèi）水、啤酒廢水）與（yǔ）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（zài）我國，MBR同時（shí）應用於生活汙水與工（gōng）業廢水處（chù）理的研（yán）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水的COD，NH3-N.SS，濁度等（děng）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（píng）的1/4。在我國600多個（gè）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，每年因缺（quē）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有250—480m3/人（rén）.年，低於全國人（rén）均水平的1/5，這一地區的所有城（chéng）市幾（jǐ）乎都（dōu）麵臨缺水問（wèn）題。因此（cǐ）汙水回用是緩解（jiě）華北平原水危機的重（chóng）要（yào）措施之一。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（jīng）濟、社會和環境效益（yì）的節水技術而倍受關注。盡管還存在較高（gāo）的運行費（fèi）用問（wèn）題，但隨（suí）著膜製造技術的（de）進（jìn）步，膜質量的提高和膜製造成本的降（jiàng）低，MBR的投資（zī）也會隨之降低（dī）。如聚乙烯中空纖（xiān）維膜（mó），新型陶瓷膜的（de）開發等已使其成本比以往有很大降低。另一方（fāng）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，如在低壓下（xià）運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等（děng）與傳統的（de）好（hǎo）氧加壓（yā）膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來（lái）看，膜生物（wù）反應器在水處理中應用範圍必將越來越廣。在水環境標準日益嚴格的今天，MBR已（yǐ）顯示出其巨大的發展潛力，將是新世紀替代傳統廢（fèi）水（shuǐ）處理（lǐ）技術的（de）有力競爭者。

技術優點

高MLSS與微濾膜過濾下，出水水質穩定,高品質。高容積負荷下（xià），停留時間短，MBR流（liú）程（chéng）較傳統係統簡單 ，占地（dì）麵（miàn）積減小完全（quán）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（kě）達（dá）10000mg/L以上，耐負荷衝擊（jī）能力強，有效處理高濃度有機廢水在微濾膜（mó）過濾下（xià），分離效（xiào）果遠優（yōu）於傳統沉澱池及（jí）砂濾等處理單元，出水水質良好穩定，懸浮物（wù）和濁度低（dī），一般低汙染度市政廢水處理後，可直接做為中水道（dào）用水或現場資源回（huí）收水使用有利於增殖緩慢的硝化細菌的截留、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 氮的功能（néng）。A/O、A2O法可有（yǒu）效去除氨氮與磷，尤其（qí）適用於水質管製區內使用微濾膜可攔除大部分細菌（jun1）等微生物，減少（shǎo）消毒藥劑添加量及獲得（dé）安全的回用水 低能耗（hào），操作運轉費用低生物攔截在池內,可取得較長的SRT高（gāo）汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄汙泥量低於（yú）傳統活性汙泥（ní）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PLC控製設計，操作維護容易，可實現自動化控（kòng）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池之體（tǐ）積 可作封閉式設計（jì），低公害（hài），低（dī）噪音，低臭味膜分離大（dà）大提高（gāo）了汙（wū）水的大分子難降（jiàng）解的物質處理效率（lǜ）標準移動式模組化設計，快速簡單的安裝（zhuāng），易於分期擴充適用於對於舊有汙水處理廠進（jìn）行改造，僅需（xū）增設MBR膜（mó）組設備。

原有程序加（jiā）入MBR程（chéng）序

流程變動原程序中有沉澱池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一組、活性炭塔兩座等程序。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（xù）。

處理水質更佳（jiā） 原先至（zhì）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，池體（tǐ）與機械眾多，人員操作技術性與複雜度高。所需人力（lì）多。 由MBR池取代後，反（fǎn）洗由PLC自動控製。化學洗程序單純，各組分別實施。人員操作管理極容易。

設置成本池體多（duō）、機械多由原有沉澱池體空間運用。

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

總述

膜

膜生物反應（yīng）器的材料分為有機膜和無機膜兩種。膜生物反（fǎn）應器曾遍采用有機膜（mó），常用的膜材料為（wéi）聚乙烯、聚（jù）丙烯等。分離式膜生（shēng）物反應器通常采用超濾膜組件，截留分子量一般在（zài）2—30萬。膜生物反應器截留分子量越大，初（chū）始膜通量越大（dà），但長期運行膜通（tōng）量未必越大。

操作方式（shì）

當膜選（xuǎn）定後，其物化性（xìng）質也就確定了，因此，操作方式就（jiù）成為影響膜（mó）生物反應器膜（mó）汙染的主要因素。不僅（jǐn）汙泥濃度、混合液粘度等（děng）影響膜通量，混合液本身的過濾性能（néng），如活性汙泥性狀、生物相也（yě）影響膜生物反應器膜通量的衰減。有研究表明：粉（fěn）末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於改善（shàn）泥（ní）水分（fèn）離性能，形成體積更大、粘性更小的（de）汙泥絮體，減少了膜堵塞的（de）機（jī）會。但絮凝劑的過量加人會（huì）造成汙泥活性受到限製（zhì），影響反應器（qì）的處理能力和處理效果（guǒ）。

水力學特性（xìng）

改善膜麵附近（jìn）料液的流體力學條件，如提高（gāo）流體的進水（shuǐ）流（liú）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（cuò）流過濾的方式（shì）；而一體（tǐ）式膜生（shēng）物反應器實質上（shàng）是一種死（sǐ）端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾（lǜ）更有（yǒu）助於防止膜麵沉積汙染。因此設（shè）計合理的流道結（jié）構（gòu），提高膜間液體上升流速，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膜生物反應器顯得尤為重要。

應用領域

各類飲料工廠、酒廠、食（shí）品廠（chǎng）、畜牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮革、紙漿廠（chǎng）、製藥（yào）業、高濃度有機等（děng）之廢水處理、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（zhōng）水回用、辦公大樓中水回用、餐廳或風景區廢水處理及再利用、地表水淨化處（chù）理（lǐ）、洗車廠船舶汙水回收再利用、放流水直接過濾，完（wán）全取（qǔ）代砂濾。

操作省人（rén）力、逆洗超快、無逆洗水出現…。降低SS保證至（zhì）10以下，但往往逼近0

取代傳統（tǒng）RO前處理。取代純水製造（zào）的前處理。

地下水砂粒過濾。

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

BOD去除（chú）率超（chāo）顯著，20以下為正常值。

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

在歐、美、大陸蓬（péng）勃發展（zhǎn），大家（jiā）都在腦力激（jī）蕩，如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦業（yè）、飲水機等等（děng）。變形的中空纖維膜應用，如雨後春筍。

分類

在水處理行（háng）業中，膜生物反應器（qì）投入大規（guī）模實際應用，膜生（shēng）物（wù）反應器依據（jù）膜組（zǔ）件，及（jí）原理有不同的分類（lèi）。下麵我們就（jiù）來了解一下膜生物反應（yīng）器分類。

從整體上（shàng）來講，膜生物反應（yīng）器（qì）分類（lèi）有以下幾（jǐ）種：

膜分（fèn）離生物反應器：膜分離生物反應器用於（yú）汙水處理中的固液分離。

膜（mó）曝氣生物反應器：膜（mó）曝氣生物反應器中膜被（bèi）用於氣體質量傳遞，通常是為好氧工藝供氧，可以實現生（shēng）物反應器的無泡曝氣，大大提高反應器的傳氧效率。

萃取（qǔ）膜生物反應（yīng）器：萃取（qǔ）膜生物反（fǎn）應器主要用於工業中（zhōng）優（yōu）先（xiān）汙染物的處理，選擇性透過膜被用於萃取特定的汙染物。

按照膜組件的放置方式可分為：分體式和一體式膜（mó）生物反應器

分體（tǐ）式膜生物反（fǎn）應器（又稱外置（zhì）式膜生物反應器）是（shì）把生物反應器與膜組件（jiàn）分開放置，膜（mó）生物（wù）反應器的混合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得到係統出（chū）水，活性汙泥則被截留，並隨濃縮液回流到生物反應器內。

一體式膜生物反（fǎn）應器（又稱內置式膜生物反應（yīng）器）則直（zhí）接將膜組件置於反應器內，通（tōng）過的抽吸得到過濾液，膜表麵清洗所需的（de）錯流由空（kōng）氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合（hé）液（yè）隨氣流向上流動，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（qì）工藝是汙水生物處理技術與膜分離（lí）技術的有（yǒu）機結合。

按照膜生物反應器是否需氧（yǎng）：可分為好（hǎo）氧和厭氧膜生物反應器

好氧（yǎng）膜生物反應器一般用於城市和工業的處理，好氧MBR用（yòng）於城市（shì）汙水處理通常是（shì）為了使出水達到（dào）回用的目（mù）的，而用於處理工（gōng）業的主要為了去除一些特別（bié）的汙染物，如油脂類汙染物。

厭氧膜生物發（fā）生器中，通過膜的高效截留，不僅解決了厭氧（yǎng）汙泥容易從膜生物反應器流失導致出水水質降低（dī）的問（wèn）題（tí），同時膜分離的（de）作用還（hái）體現在對厭氧反應（yīng）器的構造與處理效果的強化方麵。以UASB與膜單元相結合為例（lì），厭氧膜生（shēng）物反應器不再需要設計的三相分離器來實現固液氣的（de）分離；而對於兩相厭氧（yǎng）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），提高了水解發酵（jiào）能力（lì），同時（shí）膜將大（dà）分子有機物截留在產酸反（fǎn）應器中（zhōng）使水（shuǐ）解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器廠用於高濃度有機分水的處理效果，由（yóu）於膜（mó）生物反應器缺少曝（pù）氣，為了（le）使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處理高濃度有機的厭氧膜生（shēng）物反應器均采用分體式（shì）。

反（fǎn）應器特點

(1)出水水質（zhì）好，穩定（dìng）性高膜過渡出水使得膜生物（wù）反應器（qì）內獲得比普通活性汙（wū）泥法高得多的生物濃（nóng）度，極大地提高了生物降（jiàng）解能力（lì）和（hé）抗負荷衝擊能力。同時，汙（wū）泥停留時間較長（zhǎng），這也為難（nán）降解有機物（wù）分解菌和硝化菌等（děng）增殖速度慢的微生物得以在反應器內繁殖富集，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可以（yǐ）取（qǔ）得理想效果。另一方麵（miàn），膜生物反應器膜分離對小於膜孔徑（jìng）有機大分子物質（zhì）的截留作（zuò）用，能夠確保濾後出水（shuǐ）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（fǎn）應器可以維持較高的汙（wū）泥濃（nóng）度，通常（cháng）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（èr）沉池和汙泥回流設備，因（yīn）而占地麵積省。

(3)膜生物反應（yīng）器操作維（wéi）護簡單膜分離單元工藝簡單，出水和運（yùn）行不受（shòu）汙泥泥膨脹等因素（sù）的影響，操作維護簡單方便，且（qiě）易（yì）於實現自動控製管（guǎn）理（lǐ）。

(4)膜（mó）生物反應器汙泥處水費用低係統（tǒng）汙泥（ní）濃（nóng）度（dù）高，泥齡長，這意味著排泥量（liàng）少，產泥量僅占傳統工（gōng）藝（yì）的30%，這（zhè）對（duì）後續的汙泥處理極為（wéi）有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用於城市汙水的回收（shōu）淨化，汙水經MBR處理後，出水水質已達到建設部《生活雜用水水質標準》，可直接用於綠化（huà）、衝洗（xǐ）、消（xiāo）防、樓房中水回（huí）用補充觀賞水體等非飲用水的目的，MBR具有（yǒu）實現自動控製和操作管理方便等（děng）優點，因此在城市汙水和工業廢水處理與（yǔ）回用等方麵已得到了應用。

膜生物（wù）反（fǎn）應器（MBR）技術是膜（mó）分離技術與生物技術有機結合的（de）新型廢水（shuǐ）處（chù）理（lǐ）技術，它利用膜分離（lí）設備將生化反應池中的活性汙泥和大分子有機物截留住（zhù），省掉二沉池。膜-生物反應器工藝通（tōng）過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能，使活性汙泥濃度大大（dà）提高，其水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。