在汙水處理（lǐ），水資源再利用領域（yù），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合（hé）的新型水（shuǐ）處（chù）理技術。

反應器介（jiè）紹

膜生物反（fǎn）應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生（shēng）物處理技術有機結合之新型態廢水處理係（xì）統。以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持（chí）高活性汙泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少汙水（shuǐ）處理設施占地麵積，並通過保持低汙泥（ní）負荷減（jiǎn）少剩餘汙泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性汙泥與（yǔ）大分子有機（jī）物。膜生物反應器係（xì）統內（nèi）活（huó）性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至（zhì）更高；汙泥齡（líng）(SRT)可延長至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（jiào）長（zhǎng）的微生物，可實現對汙水深度淨化，同時硝化菌在係統內能（néng）充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

反應器用途（tú）

汙水處理:中國是一（yī）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（shuǐ）回用是將城市汙水、工業汙水（shuǐ）通過膜生物反應（yīng）器等設備處理之後,將其用（yòng）於綠化、衝洗、補充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水用於飲用等高水質要求的用途。城（chéng）市汙水、工（gōng）業汙水就近可得（dé）,可免去長距離輸（shū）水，而實現（xiàn）就近處理實現水資源的充（chōng）分利（lì）用，同時汙水經過就近處理，也可防（fáng）止（zhǐ）汙水在長距（jù）離輸送過程中造成汙水滲漏（lòu），導致汙染地下水源。汙（wū）水回用已經在世界上許多（duō）缺水的地區廣泛采用,被認為21世紀汙水處理最實用技術。

組成部分

進水井

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

格柵

汙水中經常含（hán）有大量雜物，為了保證MBR係統的正常運行，必須將各種纖維（wéi）、渣物、廢 紙等雜物攔截在係統之外，因此在係統前設（shè）置格（gé）柵,定期（qī）將（jiāng）柵渣清理幹（gàn）淨。

調節池（chí）

收集的汙水水量和水質都是隨著時間變化的，為了保證後（hòu）續處理係統的（de）正常運行（háng），降（jiàng）低 運行負荷，需要對汙水的水（shuǐ）量和水質進行調（diào）解，因此在進入生物處理係統前設計調節池。調節池內需要定期清理沉澱物（wù）。調節池一般設置溢流，在負荷過大的情況（kuàng）下，保證係統 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（ní）水（shuǐ）的（de）分離。作為處理係統的核心（xīn）部分，反應（yīng）池裏麵包括微（wēi）生物菌落、膜組件、集水係統、出水係（xì）統、曝氣係（xì）統。

消毒裝置

根據出水的要求，係統設計有消毒裝置，可自動控製加藥量。

計量裝置（zhì）

為了能（néng）夠保（bǎo）證係（xì）統運行良（liáng）好，需要（yào）采（cǎi）用一定（dìng）的計量裝置進行係（xì）統的參數控製。計量（liàng）控製儀器（qì）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（zhì）進水泵、風機和（hé）抽吸泵。控製有手動控製和自（zì）動控製兩種形式。進（jìn）水泵在PLC控製下，根據各反應池（chí）水位情況，自動運（yùn）行。抽吸泵運行按預設時間周期間歇控製，當MBR反應池低水位時（shí），抽吸泵自動停止，以保護膜（mó）組器。

反應器工（gōng）藝

膜生物反應器(MBR)是楊造（zào）燕教授及其領導的科研小組曆經10年時間（jiān）研（yán）究開發出（chū）來的新型汙水生物處理裝置,該技術被稱為"21世紀的水處理技術",該項目曾被列為國家八·五、九·五重點科技攻關項目（mù）並被國家列為"中國21世紀議程實施能力及可持續發展實用新技術",此項技（jì）術在國內處於領先（xiān）水平,部分指標達到國際領先（xiān）水平。

MBR是膜分離技（jì）術與生物處理法的高效結合,其起源是用膜分離技（jì）術（shù）取（qǔ）代活性汙泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝（yì）不僅有效地達到了泥水分離（lí）的目的,而且具有汙水三級處理傳統工藝不可比擬的優（yōu）點:

1、高效地進行固液（yè）分離,其分（fèn）離（lí）效果遠好（hǎo）於傳統（tǒng）的沉澱池（chí）,出水水質良好,出水懸浮（fú）物和濁度接（jiē）近於（yú）零,可直接回用,實現了汙水資源化。

2、膜的高效（xiào）截留作用（yòng）,使微生物（wù）完全（quán）截留在生物反（fǎn）應（yīng）器內,實現反應器水力停留時間(HRT)和汙泥齡(SRT)的完全分離,運行控製靈活（huó）穩定。

3、由於MBR將傳（chuán）統汙水處理的曝氣池與二（èr）沉池合二為一,並取代了三級處理的（de）全部工（gōng）藝設（shè）施,因此可大幅減少占（zhàn）地麵積,節省土建投（tóu）資。

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

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、反應器在高容積負荷、低汙泥（ní）負荷、長泥齡（líng）下運行,剩餘汙泥（ní）產量極低（dī）,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,操作管理方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在（zài）生物反應器中保持高活性汙（wū）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。與傳統的生化水處理（lǐ）技術相比，MBR具有（yǒu）以下主（zhǔ）要特點：處理效（xiào）率高、出水水質好；設備緊湊、占地麵積（jī）小；易實（shí）現自動控製、運行管（guǎn）理簡單（dān）。80年代以（yǐ）來，該技術愈來愈受（shòu）到重（chóng）視，成為研究的（de）熱點之一。膜生（shēng）物反應器（qì）己應用於美（měi）國、德國、法國和埃及等十多個國家，規（guī）模從6m3/d至 13000m3/d不等（děng）。

我國對（duì）MBR的研究還不到十年，但進展十（shí）分迅速。 國內對MBR的研究大致可分為幾個方麵：

（1）探索不同生物處（chù）理工藝與膜分離單元的組合形式，生物反應處理工藝從活性汙泥法擴展到接（jiē）觸氧化法、生物膜法、活性汙泥與（yǔ）生物膜相（xiàng）結合的複合式工（gōng）藝、兩相厭氧（yǎng）工藝；

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

（3）擴（kuò）大MBR的應用範圍（wéi），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（fèi）水、啤酒（jiǔ）廢水（shuǐ））與難降解工業廢（fèi）水（石化汙水、印染廢水（shuǐ）等），但以生活（huó）汙水（shuǐ）的處理為主。

在我國，MBR同時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與難降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度等都達到（dào）良好的去（qù）除（chú）效果。

我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人（rén）.年（nián），不足世（shì）界平（píng）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（yán）重缺水城市有（yǒu）100餘個，年缺水量近60億m3，每年因缺水造成（chéng）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.年，低於（yú）全國人均水平（píng）的1/5，這一（yī）地區的（de）所有（yǒu）城市幾乎（hū）都麵臨缺水問題。因此汙水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水水質被認為是具有較好經（jīng）濟、社會和環境效益的（de）節水技術而倍（bèi）受關注。盡（jìn）管還存在較高的（de）運行費用問題，但隨著膜製造技術的進步，膜（mó）質（zhì）量的提高（gāo）和膜製造成本（běn）的降低，MBR的投資也會隨（suí）之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶（táo）瓷膜的開發等已（yǐ）使其成本比以往有很大降（jiàng）低（dī）。另一方麵，各（gè）種新型膜生（shēng）物反應器的開發也使真運行費（fèi）用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓（yā）膜生物反應器（qì）相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜生物（wù）反應器在水處理中應用範圍必將越來越（yuè）廣。在水環境標準（zhǔn）日益嚴格的今（jīn）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。

技術優點

高MLSS與（yǔ）微濾（lǜ）膜過（guò）濾下，出水（shuǐ）水質穩定,高品質。高容積負荷下，停留時間短，MBR流程較傳（chuán）統（tǒng）係統簡單 ，占地麵積減小完全取代沉（chén）澱池、砂（shā）濾單元（yuán），占地麵積較傳統方式節省30%，

反（fǎn）應池（chí）內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷衝擊能力強，有效處理高濃（nóng）度有機（jī）廢水在微濾膜過濾（lǜ）下，分離效果遠優於傳統沉澱（diàn）池及砂濾等處理單元，出水水質良好穩定，懸浮（fú）物和濁度低，一般低汙染度市政廢水處理後，可直接做為中水道用水或現場資源回收（shōu）水使用有利於增（zēng）殖緩慢的硝化（huà）細菌的截留、生長和繁（fán）殖，係統的硝化（huà）效率得（dé）以提高（gāo），A/O反應（yīng）下具高效脫 氮的（de）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（lǜ）膜可攔除大部分（fèn）細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得（dé）安（ān）全（quán）的回（huí）用（yòng）水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在池內,可（kě）取得較長的SRT高汙泥（ní）齡之運（yùn）轉（zhuǎn）下,在生（shēng）物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄汙泥量低於傳（chuán）統活性汙泥（ní）法（fǎ）、排泥周（zhōu）期長、操作彈性（xìng）大，生物膜管係統（tǒng）屬於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢水係統PLC控製設計，操作（zuò）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（jī） 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭味膜分（fèn）離大（dà）大提高（gāo）了（le）汙水的大分子難降解的物（wù）質處理（lǐ）效率標準移動式模（mó）組（zǔ）化設計（jì），快速簡單的安裝，易於分期擴（kuò）充適（shì）用於對於（yú）舊有汙水（shuǐ）處理廠進行改造，僅需（xū）增設MBR膜組設備。

原有程序（xù）加入MBR程序

流程變動原程序中有沉（chén）澱（diàn）池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除（chú）、上（shàng）流式過（guò）濾一（yī）組、活性炭（tàn）塔兩（liǎng）座等程序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一（yī）池沉澱池改為（wéi）平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程（chéng）序（xù）。

處理水（shuǐ）質更佳 原先至加壓浮除後排放水質（zhì）：

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，池體與機械眾多，人員操作技術性與複雜度高。所需人力多。 由MBR池取代後，反洗由PLC自動控製。化學洗（xǐ）程序單純（chún），各組（zǔ）分（fèn）別實施。人（rén）員操（cāo）作管（guǎn）理極容易。

設（shè）置成本池體多、機械多由（yóu）原有（yǒu）沉澱池體空間運用。

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

總述（shù）

膜

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

操作方式

當（dāng）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膜汙染（rǎn）的主要因素。不僅汙泥濃度、混合液（yè）粘度等影（yǐng）響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物相也影響（xiǎng）膜生物反應器膜通量的衰減。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、粘性更小的汙泥絮體，減（jiǎn）少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量加人會造成汙泥（ní）活性受到限製，影響反應器的處理能力和處理效（xiào）果。

水力學特（tè）性

改善膜麵（miàn）附近料液的流體力學條（tiáo）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帶走。分離式膜生物（wù）反應器中，一般均采用錯流過濾的方式；而一體（tǐ）式膜生物反應器實質上是一（yī）種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助於防止膜麵沉積汙染。因（yīn）此設（shè）計合理的流道（dào）結構（gòu），提高膜間液體上（shàng）升流速，使較大的暖（nuǎn）氣量起到了衝刷膜表麵的錯流過（guò）濾效果對於（yú）淹沒（méi）式膜生物反應（yīng）器顯得尤為重要（yào）。

應用領（lǐng）域

各類飲料工廠、酒廠、食品廠（chǎng）、畜（chù）牧、屠宰廢水處理、 n染整（zhěng）、皮革（gé）、紙漿廠、製藥業、高濃度有機等之廢水處理、汙水廠製程改善，逆滲透係統之前（qián）處理、汙水回收、大型市政廢水處理及再利用、社區生（shēng）活中水回用、辦公大樓中水回（huí）用、餐廳或（huò）風景區廢水處理及再利用、地表水淨化處理、洗（xǐ）車廠船舶汙水回收再利用、放流水（shuǐ）直接過濾，完全取（qǔ）代（dài）砂濾。

操作省人（rén）力、逆洗（xǐ）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。

地下水砂粒過濾。

配合MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮池、砂濾（lǜ）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（pèi）合A/O、A2/O工（gōng）藝，可大舉（jǔ）降（jiàng）低氮（dàn）與磷，適用在水質與水源保護區。

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在（zài）腦力激蕩，如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦業、飲水機等等（děng）。變形的中空纖維膜（mó）應（yīng）用（yòng），如雨後春筍。

分類

在水處理行業中（zhōng），膜生物反應器投入大規模實際應（yīng）用，膜（mó）生物反應器依據膜組件，及原理有不同的分（fèn）類。下麵我們就（jiù）來（lái）了解一下膜（mó）生物反應器分類。

從整體上來講，膜生物反應器分類有（yǒu）以下幾種：

膜分離生物（wù）反應器：膜分離生物反應器用（yòng）於（yú）汙水處理中的固（gù）液分離。

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

萃取膜（mó）生物反應器：萃取膜生物反應器主要用於工業中優先汙染物的處理，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（shì）膜生物反應器（又（yòu）稱外置（zhì）式膜生物（wù）反應器）是把生物反應器（qì）與膜組件分開放置，膜生物反應器的（de）混合液經增壓後進入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜得到係統出水，活性汙泥則（zé）被截留，並隨濃縮液回流到生物反應器內。

一體式（shì）膜生物反應器（又稱內置式膜生物反應器）則直接將膜組件置於反應器內，通（tōng）過的抽吸得到過濾液，膜表（biǎo）麵（miàn）清洗所需的錯（cuò）流由空氣攪動產生，設置在膜的（de）正下方，混合（hé）液隨氣流向（xiàng）上流動，在膜表麵產生剪切力，以減少膜的（de）汙染。一（yī）體式膜生物反應器工藝是汙水生物處理（lǐ）技術與膜分離技術的有機（jī）結合。

按照膜生物反應器是（shì）否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

好氧膜生（shēng）物反應器一般用於城市和工（gōng）業的處理，好氧MBR用於城市汙水處理通常是為了使出水達（dá）到回用的目的，而用於（yú）處理工業的主要為了去除一些特（tè）別的汙（wū）染物，如油脂類汙染物。

厭氧膜（mó）生物發生（shēng）器中，通過（guò）膜的高效截留，不僅解決（jué）了厭氧汙泥容易從膜生物反應（yīng）器（qì）流失導（dǎo）致出水水（shuǐ）質降低的問題，同時膜分離（lí）的作用還體現在對厭氧反應器的（de）構造（zào）與處理效（xiào）果的強化方麵。以UASB與膜單元相結合為例，厭氧膜生物反（fǎn）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MBR，由（yóu）於膜分離的作用使產酸反應氣中的產酸菌濃度增加，提高了水解發（fā）酵能力，同時膜將大分子有機物截（jié）留在產酸反應器中使（shǐ）水（shuǐ）解發酵，因此保持較高的（de）酸（suān）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）於膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處（chù）理高濃度有機的厭氧膜生物反應器均采用分體式。

反應器特點

(1)出水水質好，穩定性高膜過渡出水使得膜（mó）生物反應器內獲得比普通（tōng）活性汙（wū）泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解（jiě）能力和抗負荷衝擊能力。同時，汙泥停留時間較（jiào）長，這也為難降解有機物分解菌和硝化菌等增（zēng）殖速度（dù）慢的微生物得以在反應（yīng）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）取得理想效果。另一方麵，膜生物反應器膜分離對小於膜孔徑有機大分子物質（zhì）的截留作用，能夠確保濾後出水在除（chú）菌、消除（chú）懸浮物和降低（dī）BOD方麵很穩定。

(2)占地（dì）少膜生物反應器可以維持較高（gāo）的汙泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統生物處理的（de）2.5～5倍（bèi），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（fǎn）應器（qì）操作維護簡單膜分離單元工藝簡單（dān），出水和運行不受汙泥泥膨脹等因素（sù）的影響，操作維（wéi）護簡單方便，且易於實現自動控製管理。

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

膜生物反應器(MBR)主要應用於城市（shì）汙水的回收淨化，汙水經MBR處理後（hòu），出水水質已達到建設部《生（shēng）活雜用水水質標準》，可直接用於（yú）綠化、衝洗、消防、樓（lóu）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（shuǐ）和工業廢水處理與回用等方麵已得到（dào）了應用。

膜（mó）生物（wù）反應器（MBR）技術（shù）是膜分（fèn）離技術與生（shēng）物技術有機結合的新型廢水處理技術，它利（lì）用膜分離設備將生化反應池中（zhōng）的活性汙泥和大（dà）分子有機物截留住，省掉二沉（chén）池。膜-生物反應（yīng）器工藝通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提高，其水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別（bié）控（kòng）製。