在汙水處理，水資源再利用領（lǐng）域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是（shì）一種由膜（mó）分離單（dān）元與生物處理單（dān）元（yuán）相結合的新型水處理技術。

反應器介（jiè）紹

膜生物（wù）反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態（tài）廢水處（chù）理係統。以膜組件取代傳統生物處理技（jì）術末端二沉池，在生（shēng）物反應器中（zhōng）保持高活性汙泥濃度，提高生物處理（lǐ）有機負（fù）荷，從（cóng）而減少汙水處理設施（shī）占（zhàn）地麵積，並通過保持低汙泥負荷（hé）減少（shǎo）剩餘汙泥（ní）量。主要（yào）利用膜分離設備截留水中的活（huó）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（líng）(SRT)可（kě）延長至30天以上。

膜生物反應器因其（qí）有效（xiào）的截留（liú）作用，可保留世代（dài）周期較（jiào）長的微生物，可實現對（duì）汙水深度淨（jìng）化，同時硝化（huà）菌在係統內能充分繁殖，其硝化效果明顯（xiǎn），對深（shēn）度除磷脫氮提供可能。

反應器用途

汙水處理:中國（guó）是一個缺水國家（jiā）,汙水（shuǐ）處理（lǐ）及回用是開發利用水資源的有效措施（shī）。汙水回用是將城（chéng）市汙水、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用目的,而將清潔水用於（yú）飲用等高水質要求的用途。城市汙水、工業汙水就近可得,可免去長距離輸水，而實現就近處理實現水資（zī）源的充分利用，同時汙水經過就近處理，也可防止汙水在長距離輸送過（guò）程中造成汙水滲漏，導致（zhì）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用,被認為21世紀汙水（shuǐ）處理（lǐ）最實用技術。

組成部分

進水井

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

格柵

汙水中經常含有（yǒu）大量雜物，為（wéi）了保證MBR係（xì）統的（de）正常運行（háng），必須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔（lán）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（jiē）池

收集的汙水水量和水質都（dōu）是隨著時（shí）間變化的，為了保（bǎo）證後續處（chù）理（lǐ）係統的正（zhèng）常運行，降低 運行負荷，需要（yào）對汙（wū）水的水（shuǐ）量和水質進行調解，因此在進入生物處理係統前設（shè）計（jì）調節池。調節池內需（xū）要定期清理沉澱物。調節池一般設置溢流，在負荷過大的情況下，保證係統 的運（yùn）行正常。

MBR反應（yīng）池

在MBR反應池裏進行（háng）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，反應池（chí）裏麵包括微（wēi）生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據出水的要求，係統設計有消毒（dú）裝置，可自動控製加藥（yào）量。

計量裝（zhuāng）置

為了能（néng）夠保證係統運行良（liáng）好，需要采用一定的計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（yú）設備機房內。主（zhǔ）要控（kòng）製進（jìn）水（shuǐ）泵、風機和抽吸泵。控製有手動控製和自動控（kòng）製兩種形式。進水泵在PLC控製下，根據各反應池水（shuǐ）位情況，自動運行。抽吸（xī）泵運行按預設（shè）時間周期間歇控製，當MBR反應池低水位時，抽吸（xī）泵自動停止（zhǐ），以保護膜組器。

反應器工藝（yì）

膜生物反應器(MBR)是楊造（zào）燕教授及其領導的科研小（xiǎo）組（zǔ）曆經10年時間研究開發出（chū）來（lái）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（chù）理技術",該項目曾被列為國（guó）家八·五、九·五重點科技（jì）攻關項（xiàng）目並被國家列為"中國21世紀議程實施能力（lì）及可持（chí）續發展實用新技術",此項技術在國內處於（yú）領先水平,部（bù）分指（zhǐ）標達到國際領先水平。

MBR是膜（mó）分離技術與生物處理法的高效結合,其起（qǐ）源是用膜分離（lí）技術取（qǔ）代活性汙泥法中的二（èr）沉池,進行固液分離。這種工藝不僅有效地達（dá）到了泥水分離的目的（de）,而且具有（yǒu）汙水三級處理（lǐ）傳統工藝不可比擬的優點:

1、高效地進行固液分離,其分（fèn）離效果遠好於傳統的沉澱池,出水水質良好,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（mó）的高效截留作用,使微生（shēng）物完全截留（liú）在生物反應（yīng）器內,實現反（fǎn）應器水力停留時間(HRT)和（hé）汙（wū）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,並取代了（le）三級處理的全部（bù）工（gōng）藝設施,因此（cǐ）可大幅減少占地麵（miàn）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（gāo）。通過運行方（fāng）式的改變亦（yì）可有脫氨（ān）和除磷功能。

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

6、反應（yīng）器在高（gāo）容積負荷、低汙泥負（fù）荷、長泥（ní）齡下運行（háng）,剩餘汙泥產量極低,由於泥齡（líng）可無限長,理論上可實現（xiàn）零汙泥排放。

7、係統實現PLC控製,操作管理方（fāng）便

膜生物反（fǎn）應器（MBR）是一種（zhǒng）由膜分離單元與生物處理單元相（xiàng）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（dù）減少汙水處理設施占地，並通過保持低汙泥（ní）負荷減少汙泥量。與傳統（tǒng）的生化水處（chù）理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、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（dān）。80年代以來，該技術愈來愈受（shòu）到重視，成為研（yán）究的熱點之一。膜（mó）生物反應器己（jǐ）應用於美（měi）國、德國、法國和埃（āi）及等十多個國家，規模從6m3/d至 13000m3/d不等。

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

（1）探（tàn）索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式，生（shēng）物反應處理工藝從活性汙泥法（fǎ）擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性汙泥與生物膜相結合的複合式工藝、兩（liǎng）相（xiàng）厭氧工藝（yì）；

（2）影響處（chù）理效果與膜汙染的因素、機（jī）理及數學（xué）模型（xíng）的研究，探求合適的操作條件與工（gōng）藝參數（shù），盡可能（néng）減輕膜汙染，提高膜組件的處理能力和運行穩定（dìng）性；

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

在我國，MBR同（tóng）時應用於（yú）生活汙水與工業廢水處理的（de）研究（jiū）。 這些研究結果都表明：MBR對各種高濃度有機廢水與難降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度等都達到（dào）良好的去除效果（guǒ）。

我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水（shuǐ）平的1/4。在我國（guó）600多個城市中，有300餘座（zuò）城市缺水（shuǐ），真中嚴重缺水（shuǐ）城市有100餘個，年缺水量近60億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（shuǐ）資源占有量隻有250—480m3/人.年，低（dī）於全國人均水（shuǐ）平的1/5，這一地區的所有城市（shì）幾乎都麵（miàn）臨缺水問（wèn）題。因此汙水回（huí）用是緩解華北平原水（shuǐ）危機的重（chóng）要措施之（zhī）一。膜生物反應器技術以其優（yōu）質的出水水質被認為是具有較（jiào）好（hǎo）經濟（jì）、社會和環境效益的節水（shuǐ）技術而倍受關注。盡管還存在（zài）較高的運行費用問題，但隨（suí）著膜製造技術的進步，膜質量的提（tí）高和膜製造成本的（de）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（de）開發等已使其成本比以往有（yǒu）很大降低。另一方麵，各種新型膜生物反應器（qì）的開發也使真運行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳（chuán）統（tǒng）的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行（háng）費用大幅度下降。因（yīn）此，從長遠（yuǎn）的觀點來看，膜生物反應器在水處理中應用範圍必（bì）將越（yuè）來越廣。在水環境標準日益嚴（yán）格（gé）的今天，MBR已顯示出其巨大的發展潛力，將是新世紀替代傳統廢水處理技術的有力競爭者。

技術（shù）優點

高（gāo）MLSS與微濾膜過濾下，出水水質穩定,高品質。高容積負荷下，停（tíng）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（dì）麵積較傳統方式節省30%，

反應池內（nèi）MLSS濃（nóng）度可達10000mg/L以上（shàng），耐負荷衝擊能力強，有效處理高濃度有機廢水在微濾膜過濾下，分（fèn）離效果遠優於傳（chuán）統沉澱（diàn）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，一般（bān）低汙染度市政廢水處理後，可直接做（zuò）為中水道用水或現場資源回（huí）收（shōu）水（shuǐ）使用有利於（yú）增殖緩慢的硝化細菌的截（jié）留、生（shēng）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。A/O、A2O法可（kě）有效去除氨氮與磷，尤其（qí）適用於水質管製區內使用微（wēi）濾膜可攔除大部（bù）分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得安（ān）全的回用水 低能耗，操作（zuò）運（yùn）轉費用低生物（wù）攔截在池內,可（kě）取得較長（zhǎng）的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄（qì）汙泥量低於傳統活性汙泥法（fǎ）、排泥周期長、操作彈性大（dà），生物膜管係統屬於絕對（duì）過濾係統及高MLSS,可輕易（yì）克服變異性大之廢（fèi）水係統PLC控製設計，操作維護容易，可實現自動化控製，便於管理高生物汙泥操作濃度;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，低噪音，低臭味膜分離大大提高了汙水的（de）大分子（zǐ）難降解的物（wù）質處理效率標（biāo）準移動式模組化設計，快速簡單的安裝（zhuāng），易於（yú）分期擴（kuò）充（chōng）適用（yòng）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（chéng）序

流程變動原程（chéng）序中有沉澱池兩座、快混池、慢混池、加（jiā）壓（yā）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（qǔ）代。 將其中一池沉（chén）澱池改為平底，置入MBR模組。即可取（qǔ）代原（yuán）有（yǒu）其他程序。

處理水質更佳 原先至加（jiā）壓浮除後（hòu）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（lǐ）後水質：

COD=165.5mg/l，SS=5.7mg/l，

NH4-N=0.19mg/l，NO3-N=25mg/l

操（cāo）作維（wéi）護更容易，成本更低 原先程序複雜，池（chí）體與機械眾多，人員操作技術性與複雜度高。所需人（rén）力（lì）多。 由MBR池取代後，反洗由PLC自動控製。化學洗程序單純，各組分別實施。人員操作管理（lǐ）極容易。

設置成本池體多、機械多由原有沉澱（diàn）池體空間運用。

耗材由於機械眾多（duō），複雜（zá），耗材數量大。也必（bì）須活化或（huò）更（gèng）新活性炭（tàn）。機械數量少，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種。膜生（shēng）物反應（yīng）器曾遍采用有機膜（mó），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（lǜ）膜組件，截（jié）留（liú）分子（zǐ）量一般在2—30萬。膜生物反應（yīng）器（qì）截留分子量越大，初始膜通量越大，但長期運行膜通量未必（bì）越大。

操作方式

當膜選定後，其物化性質也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜生物反應器（qì）膜汙染的主要因素。不僅（jǐn）汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身的（de）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（mó）通量的衰減（jiǎn）。有研究（jiū）表明：粉末活性炭（PAC）與（yǔ）絮凝劑的加入有助於改善泥（ní）水分離（lí）性能，形成體積更大、粘性（xìng）更小的汙（wū）泥絮體（tǐ），減少了膜堵塞（sāi）的機（jī）會。但絮（xù）凝劑的過量加人（rén）會造成汙（wū）泥活性受到限製，影響反應器的處理能力和處理效果。

水力學特性

改善膜麵附近料（liào）液的流體力學條件，如提高流體的進水流速，減少濃差極化，使被截留的溶質及時被帶走。分離式膜生（shēng）物反應器（qì）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死（sǐ）端（duān）過濾方式。與（yǔ）死端過濾相比，錯流過濾更有助於（yú）防止膜麵沉積汙染。因此設計合理的流道結構，提高膜間液體上升流（liú）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（méi）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、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮革、紙漿廠（chǎng）、製藥業、高濃度有機等之廢水處理、汙（wū）水廠製程改善，逆滲透係統之前處（chù）理、汙水回（huí）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、餐廳（tīng）或風景區廢水處理（lǐ）及再利用、地表（biǎo）水淨化處理、洗車廠船舶汙水回收（shōu）再利用、放流水直接過（guò）濾，完全（quán）取代砂濾。

操作省人力、逆洗超快、無逆洗（xǐ）水出現（xiàn）…。降低SS保證至10以下，但（dàn）往往逼（bī）近0

取代傳統RO前處理。取代純水製造的前（qián）處理。

地下（xià）水砂粒過濾（lǜ）。

配合MBR工法，不用（yòng）沉澱池、汙泥（ní）濃縮池（chí）、砂濾池（chí）等用地節省。更大大去（qù）除COD與BOD。尤其（qí）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（yuán）保護區。

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

分類

在水處理行業中，膜生物反應器投入大規模實（shí）際應用，膜生物（wù）反應器依據膜組件，及原理有不同（tóng）的分類。下麵我們就來了解一下膜生物反應（yīng）器分類。

從整體上（shàng）來講，膜生物反應器分類有以下幾種（zhǒng）：

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

膜曝氣（qì）生物反應（yīng）器：膜曝氣生物反應器中膜被用於氣體質量傳遞，通（tōng）常是為好（hǎo）氧工藝供氧，可以（yǐ）實現生物反應器的無泡曝氣，大大提（tí）高反應器的傳氧效率。

萃取膜生物反應器：萃取膜（mó）生物反應器主（zhǔ）要用於工業中優（yōu）先汙染物的處理，選（xuǎn）擇性透（tòu）過膜被用（yòng）於萃取（qǔ）特定（dìng）的汙染物。

按照膜組件的放置方式（shì）可分為：分體式和（hé）一體（tǐ）式（shì）膜生物反應器

分體式膜生物反應器（又稱外置式膜生（shēng）物反應器）是把生物反應器與膜組件分開放置，膜生物反（fǎn）應器的（de）混合液經增壓後進入膜組件，在壓力作用下混合液（yè）中的液（yè）體透過膜得到係統出水，活性（xìng）汙泥則被（bèi）截留，並隨濃縮液回流到生物（wù）反應（yīng）器內。

一體式膜生物反應器（又稱（chēng）內置式膜生物反應器）則直接將膜（mó）組件置於反應器內，通過的抽吸得到過濾液，膜表麵清（qīng）洗所需的（de）錯流（liú）由空氣攪動產生，設置（zhì）在（zài）膜的正（zhèng）下方，混合液隨氣流向上流（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（chù）理技術與膜（mó）分離技術的有機結（jié）合。

按照膜生物反（fǎn）應器是（shì）否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

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

厭氧（yǎng）膜生物（wù）發生器中，通（tōng）過膜（mó）的高（gāo）效截留，不僅解決了厭氧汙泥容易從膜生（shēng）物反應器流失導致出水水（shuǐ）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（gòu）造與處理效果的強（qiáng）化方麵（miàn）。以UASB與膜單元相（xiàng）結合（hé）為例，厭氧膜生物反（fǎn）應器不再（zài）需要設計的三相分離器來實現固液氣的分離；而對於（yú）兩相（xiàng）厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中的產（chǎn）酸菌濃度增加，提高了水解發（fā）酵能力（lì），同時膜將大分子（zǐ）有機物截留在產酸反應器（qì）中使水解發酵，因此保持較（jiào）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，由於膜生（shēng）物反應（yīng）器缺少曝（pù）氣，為了使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處理高濃（nóng）度有機的厭氧膜生物反應器均采用分體式（shì）。

反應器特點

(1)出水水質好（hǎo），穩定性高膜（mó）過渡出（chū）水（shuǐ）使得（dé）膜生物反應器（qì）內（nèi）獲得（dé）比普通活性汙泥法（fǎ）高得多（duō）的生物濃度，極大地提高了生物（wù）降解能力和抗（kàng）負（fù）荷衝（chōng）擊能力。同時，汙泥停留時間較長，這也為難降解有機物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得（dé）以在反應器內繁殖富集（jí），特別是對難降解有機（jī）物和氨氮的去除可以取（qǔ）得（dé）理想效果。另一方麵，膜生物反應器膜分（fèn）離對小於（yú）膜孔徑有機（jī）大分子物質的截留作用，能夠確保濾後出水在除（chú）菌（jun1）、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）可以維持較高的汙（wū）泥濃度，通常MLSS為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（ní）回流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物（wù）反應（yīng）器操作維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水（shuǐ）和（hé）運行不受汙泥泥膨（péng）脹等因素的影響，操作維護簡單方便（biàn），且（qiě）易於實現自動（dòng）控製管理。

(4)膜生物反應器汙泥處水費（fèi）用低係統汙泥濃度高，泥齡長，這意味著（zhe）排泥量少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這（zhè）對後續的汙泥處理（lǐ）極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應（yīng）用於城市汙水的回（huí）收淨化，汙水經MBR處理後，出水水（shuǐ）質已達到建設部《生活雜用水水質標準》，可直接（jiē）用於綠化、衝（chōng）洗、消防、樓房中水（shuǐ）回用補充觀賞水體等非飲用水的目的，MBR具有實現自（zì）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（yǐ）得（dé）到了應（yīng）用。

膜生物反（fǎn）應（yīng）器（MBR）技術是膜分離技術與生物技（jì）術有機結（jié）合的新型廢水處理技術，它利用膜分（fèn）離設備（bèi）將生化（huà）反應池中的（de）活（huó）性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器工藝（yì）通過膜的（de）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提高，其水（shuǐ）力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。