在汙水處理，水資源再利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一（yī）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（shù）。

反應器介（jiè）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機結合之新型態廢水（shuǐ）處理係統。以（yǐ）膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池（chí），在生物反（fǎn）應器中保持高活性汙泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少汙水處理設施占地麵積，並通過（guò）保持低汙泥負（fù）荷減少剩餘汙泥（ní）量（liàng）。主要利用（yòng）膜分離（lí）設備截留水中的活性汙（wū）泥與大分子有（yǒu）機物。膜生物反應（yīng）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（kě）延（yán）長至（zhì）30天以上。

膜生物（wù）反應器因其有效的截（jié）留作用，可保（bǎo）留世代（dài）周期較長的微生物，可實現對（duì）汙水深度淨化，同時硝化（huà）菌在係（xì）統內能充分繁殖，其硝（xiāo）化（huà）效果明顯，對深度（dù）除磷脫氮提供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是一個缺水國家（jiā）,汙水處理（lǐ）及回用是開發利用水資源的有效措施。汙水回用是將（jiāng）城（chéng）市汙水、工（gōng）業汙水通過膜生（shēng）物反應器等設備處（chù）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（yòng）於飲用等高水（shuǐ）質要求的用途（tú）。城市汙水（shuǐ）、工業汙水就近可（kě）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，同時（shí）汙水經過就近處理（lǐ），也可防止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的地區（qū）廣泛采用,被認為（wéi）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（zhá）門，在（zài）來水量超過係統（tǒng）負荷或者處理係統發生事故的情況（kuàng） 下，關閉進水（shuǐ）閘門，汙水直接通過溢流口（kǒu）就近排入河道或者市政管網。

格柵（shān）

汙水中經常含有大量雜（zá）物，為了保證MBR係統（tǒng）的正常運行，必須將各種纖維、渣物、廢 紙等（děng）雜物攔截在係（xì）統之外，因此在係統前（qián）設（shè）置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節池

收集的汙水水（shuǐ）量和水質都是隨著時間變化的，為了保證後續處理係統（tǒng）的正（zhèng）常運行，降（jiàng）低 運行負荷，需要對汙水的水量（liàng）和水質進行（háng）調解，因此在（zài）進入生物處理係統前設計調節池。調節池內需要定（dìng）期（qī）清理沉澱物。調節池一般設置溢流，在負荷過大的情況下（xià），保證係統 的（de）運行正常。

MBR反應池

在MBR反應池裏進行著（zhe）有機汙（wū）染物的降解和泥水的分離。作為處理（lǐ）係統的核心部（bù）分，反應（yīng）池裏（lǐ）麵包括微生物菌落、膜（mó）組件、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據（jù）出（chū）水的要求，係統設（shè）計有消（xiāo）毒裝置，可自（zì）動控製加藥量。

計量（liàng）裝置

為了能夠（gòu）保證係（xì）統運行良好，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（hé）水（shuǐ）表等。

電控裝置

電控箱安（ān）裝於設備機房內。主要控製進水泵、風機和抽吸（xī）泵。控製有手（shǒu）動控製（zhì）和自動（dòng）控製（zhì）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。抽吸泵運行按預設時間周（zhōu）期間歇控製，當MBR反應池（chí）低水位時，抽（chōu）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（yáng）造燕教授及其（qí）領導的科研小組曆（lì）經10年時間研究（jiū）開發出來的新型汙（wū）水生（shēng）物處（chù）理裝置,該技術（shù）被稱為"21世紀的水處理技術",該項目曾被列為國家（jiā）八（bā）·五、九·五重點科技攻關項目並被國家列為"中國21世（shì）紀議程實施能力及可持續發（fā）展實用新技術",此項技術（shù）在國內處於領（lǐng）先水平,部分指標達到（dào）國際領（lǐng）先水平。

MBR是膜（mó）分離（lí）技術與生物處理法的（de）高效結（jié）合,其起（qǐ）源是用膜分離技術取代（dài）活性汙泥法中的二沉池,進行固液分（fèn）離。這種工藝不僅有效地達到了泥（ní）水分離的目的,而且具有汙水三級處理傳統工藝不可比擬的優點:

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

2、膜的高效（xiào）截（jié）留作用,使微生物完全截留在生（shēng）物反應器內（nèi）,實現反應器水力停留時間(HRT)和汙泥（ní）齡(SRT)的完全分離（lí）,運行控製（zhì）靈活穩定。

3、由於（yú）MBR將傳統汙水（shuǐ）處理的曝氣池與二沉池合二為一,並取代了三級（jí）處理的（de）全部工藝設施,因（yīn）此可大幅減（jiǎn）少占地麵積,節（jiē）省土建投資。

4、利於硝化細菌的截留和繁殖,係統硝（xiāo）化效率高。通過運行方式的改變（biàn）亦可有脫氨（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（jiàng）解有機物的降解效（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,由於泥齡可無限長,理論上可實現零汙泥排放（fàng）。

7、係統實現PLC控製,操作管理（lǐ）方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離（lí）單元與生物（wù）處理單元（yuán）相結合的新型水處理（lǐ）技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高（gāo）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（jiǎn）少汙泥量。與傳統的生化水處（chù）理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出（chū）水水質好；設備緊（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，該技術愈來愈（yù）受到重視，成為（wéi）研究的熱點之一。膜生物反應器己應用於美國、德（dé）國、法國和埃（āi）及等十多（duō）個國家，規模（mó）從（cóng）6m3/d至 13000m3/d不等。

我國對MBR的（de）研究還不到十年，但進展（zhǎn）十分迅速（sù）。 國內對MBR的研究大致（zhì）可分為幾個方麵：

（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合（hé）形式，生物反（fǎn）應處理工藝從（cóng）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的複合式工藝、兩相厭氧工藝；

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

（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（yǒu）機（jī）廢水（食品廢水、啤酒廢水）與（yǔ）難降解工業廢（fèi）水（石化汙水（shuǐ）、印染廢水等），但（dàn）以生活汙水的處理為主。

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

我國人均水資源擁有量僅為（wéi）2250m3/人.年，不足世界平均水（shuǐ）平的1/4。在我國600多個城市中，有300餘座城市缺水，真中嚴重缺水城市（shì）有100餘個，年（nián）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（huá）北地區人均水資源占有量隻有250—480m3/人.年，低於（yú）全國人均水平的1/5，這（zhè）一地（dì）區的所有城市幾乎都麵臨缺水（shuǐ）問（wèn）題。因此汙水（shuǐ）回用是緩解華北平原水（shuǐ）危機的（de）重要（yào）措施之一。膜生物反應器技術以其（qí）優質的出水水質被認為是具有較好經（jīng）濟、社會和環境效益的節水（shuǐ）技術而倍受關（guān）注。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（zhì）量的（de）提高和膜製造成本的降低，MBR的投資也（yě）會隨之降（jiàng）低（dī）。如聚乙烯中空纖維膜，新（xīn）型陶瓷膜的開發等已使其成（chéng）本比以往有很大降低。另一（yī）方（fāng）麵，各種新型膜生物反應器的開發也使真（zhēn）運行費用大大降低，如在低（dī）壓下運行（háng）的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳（chuán）統的好氧加（jiā）壓膜生物反應器相比，其運行費用（yòng）大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜（mó）生物反應器在水處理中（zhōng）應用範圍必將越來越廣。在水環境標（biāo）準日（rì）益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨（jù）大的發展潛力（lì），將是新世紀替代傳統廢（fèi）水處理技術的有力競爭者。

技術優點

高MLSS與微濾膜過濾下，出水水質穩（wěn）定,高品質。高容積負（fù）荷下，停留（liú）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10000mg/L以上，耐負荷衝擊能力強，有效處理高濃度有（yǒu）機廢水在微濾膜過濾下，分離效果（guǒ）遠優（yōu）於傳（chuán）統沉澱池及砂濾等處理單元，出水水質良（liáng）好穩定，懸浮物和濁度低，一般低汙染度市政廢（fèi）水處（chù）理後，可直（zhí）接做（zuò）為中水道用水或現場資源回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（xiào）脫 氮的（de）功能。A/O、A2O法可（kě）有效去除氨氮（dàn）與磷，尤其適用於水質管製區內使用（yòng）微濾膜可攔除大（dà）部分細菌等微（wēi）生物，減少消毒藥（yào）劑添加量（liàng）及獲得安全的回用水 低能耗，操作（zuò）運轉費用低生物攔截在池內,可（kě）取得較長的SRT高汙泥齡之（zhī）運轉下（xià）,在生物自解下汙泥量減少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（dàn）性大，生物膜管係統屬於（yú）絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克（kè）服變異性大之廢水係統PLC控製設計，操作維護容易，可實現自動化控製，便於管理高生物汙（wū）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（shè）計，低公害，低噪音，低臭味膜分離大大提高了汙水（shuǐ）的大分子難降解的物質處理效率標準移動式模組化（huà）設計（jì），快速簡單的安裝，易於分期擴（kuò）充適用於對（duì）於（yú）舊有汙水處理廠進行改造，僅需（xū）增設MBR膜組設備（bèi）。

原（yuán）有程序加（jiā）入MBR程序

流程變動原程序中有沉澱池兩座、快混池、慢混池、加壓（yā）浮除、上流（liú）式過濾一組、活性炭塔兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代。 將（jiāng）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（jīng）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（běn）更低（dī） 原（yuán）先程序複雜，池體與機械眾多，人員操作技術（shù）性與複雜度高。所需（xū）人力多。 由MBR池取（qǔ）代後，反洗由PLC自動控製。化學洗程序單純（chún），各組分別實施。人員操作管理極容易。

設（shè）置成本池體多、機械多由原有沉澱池體空間運用。

耗材由於機械眾多（duō），複（fù）雜，耗材數量大。也必須活化或更新（xīn）活（huó）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無機膜兩種。膜生物反應器曾遍采用有機膜，常用的膜材料為聚乙烯（xī）、聚丙烯等。分離式（shì）膜生物反應器通常采用超濾膜組件，截留分子量（liàng）一般在2—30萬（wàn）。膜生物反應器截留分子量越（yuè）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的主要因素。不僅汙泥濃度、混合液粘（zhān）度等影響膜通量，混合（hé）液本（běn）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（liàng）的衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝（níng）劑的加入有助於改善泥水分離性能，形成體積更大、粘（zhān）性更小的汙泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量（liàng）加（jiā）人會（huì）造成汙泥（ní）活性受到限製，影響（xiǎng）反應器的處理能力和（hé）處理效果。

水力學特性

改善膜麵附（fù）近料液的流體力學條件，如提高流體的（de）進水流（liú）速（sù），減少濃差極化，使（shǐ）被截留的溶質及時被帶走（zǒu）。分離式膜生物反應器中，一般均采用錯流過濾的方式；而一體式膜生物反（fǎn）應器實質上（shàng）是一種死端過（guò）濾方式。與死端過濾相（xiàng）比，錯流過濾更有助於（yú）防止膜麵沉積汙染。因此設（shè）計合理的流道結構，提高膜間液體上升流速，使較大的暖氣量起到了衝刷膜表（biǎo）麵的錯流過濾效果對於淹沒式膜生物反應器顯得尤為（wéi）重要。

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、紙漿廠、製藥業、高濃度有機等之廢（fèi）水處理、汙（wū）水廠（chǎng）製程改善，逆滲透係統之前處理、汙水回收、大型市（shì）政廢（fèi）水處理及再利用、社區生活中水回用、辦公（gōng）大樓（lóu）中水回用、餐廳或風景區廢水處理及（jí）再利用、地表水淨化處理、洗車廠船舶汙水回收再利用、放流水（shuǐ）直接過濾，完全取代砂濾（lǜ）。

操作省人力、逆洗超快、無逆洗（xǐ）水出現…。降低（dī）SS保證至10以下，但往往（wǎng）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（hé）MBR工法，不用沉澱池、汙（wū）泥濃縮池、砂濾池等（děng）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（hé）A/O、A2/O工（gōng）藝，可大舉降低氮與磷，適用在（zài）水質與（yǔ）水源保護區。

在歐、美（měi）、大陸蓬勃發（fā）展，大家都在腦力激蕩，如何配套使用。如：養殖（zhí）業淨水（shuǐ）、采礦業（yè）、飲水機等（děng）等。變形的（de）中空纖維膜應用，如雨後春筍。

分類

在（zài）水處理行（háng）業中，膜生物反應器投入大規模實際應用，膜生物反（fǎn）應器依據（jù）膜組件，及原理有不同的分（fèn）類。下麵我們就來了解一（yī）下（xià）膜生（shēng）物反（fǎn）應器分類（lèi）。

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

萃（cuì）取膜生物（wù）反應器：萃取膜生物反應器主要（yào）用於工業（yè）中優先汙染物的（de）處理，選擇性透過膜被用於萃取特定的汙染物（wù）。

按照（zhào）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（fèn）體式膜生物反應器（qì）（又稱外置式膜生物反應器）是把（bǎ）生物反應器與膜組件分開放置，膜生物反應器的混（hún）合液經增壓後進入（rù）膜組（zǔ）件，在壓力作用下混合液中的液體（tǐ）透過膜得到係統出水（shuǐ），活性汙（wū）泥（ní）則被截留，並隨濃縮液回流到生物反應器內。

一（yī）體式膜生物反（fǎn）應器（又稱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，膜表麵清洗所需（xū）的錯流由空氣攪動產（chǎn）生，設置在膜的正（zhèng）下方，混合液隨氣流向上（shàng）流動，在膜表麵產生剪切（qiē）力，以減少膜的汙染。一體式膜（mó）生物反應器工藝是汙水（shuǐ）生物處理技術（shù）與膜分離技術（shù）的有（yǒu）機（jī）結合。

按照膜（mó）生物（wù）反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

好氧膜生物反應（yīng）器一般用於城市和工業的處理，好氧MBR用於城市汙水處（chù）理通常是為了使出水達到回用的目的，而用於處理工業（yè）的主要為了去除一些特別的（de）汙染物，如油脂類汙染物。

厭氧膜（mó）生物發生器中，通（tōng）過膜的高效截留，不僅解決（jué）了（le）厭氧汙（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（mó）分離的（de）作用還體現在對厭（yàn）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（jié）合為例，厭氧膜生物反應器不再需要設計的三相分（fèn）離器來實現固（gù）液（yè）氣（qì）的分離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中的產酸菌濃度增加，提高了水解發酵能力，同時膜（mó）將大分子有機物截留在產酸反（fǎn）應器中使水解發酵，因此保持較高的酸（suān）化（huà）率。厭氧膜生物反應器廠用於高濃度有機分水的處理（lǐ）效（xiào）果，由於膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭（yàn）氧汙泥處於懸浮狀（zhuàng）態，處理高濃（nóng）度有機的厭氧膜（mó）生物反應器均采用分體式（shì）。

反應器特點

(1)出水水質（zhì）好，穩（wěn）定性（xìng）高膜過渡出水使得膜生物反應器內獲（huò）得比（bǐ）普通活（huó）性汙泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物（wù）降（jiàng）解能力和（hé）抗負荷衝擊能力。同時，汙泥停留時間較長，這也為難降解有機物分解菌（jun1）和（hé）硝（xiāo）化菌等增殖速度慢的微生物得以在反應器內（nèi）繁殖（zhí）富集，特別是對難降解有機（jī）物和氨氮的去除可（kě）以取得理想效果。另一方麵，膜生物反應器膜（mó）分離對小於膜孔徑有機大分子物（wù）質的截（jié）留（liú）作用，能夠確保濾後出水在除菌、消除（chú）懸（xuán）浮物和降（jiàng）低BOD方麵很（hěn）穩定。

(2)占地少（shǎo）膜（mó）生（shēng）物反應器可以維持較高的汙泥（ní）濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統生物處理的2.5～5倍，同時係（xì）統省去了（le）二沉池和汙泥回流設備，因而占（zhàn）地麵積省。

(3)膜生物反應器操（cāo）作維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水（shuǐ）和運行不（bú）受汙泥泥膨脹等（děng）因素的影響，操作維（wéi）護簡單方便，且易於實現自動控製管理。

(4)膜（mó）生（shēng）物反應器汙泥處水費用低係統汙泥濃度高，泥（ní）齡長，這（zhè）意味著排泥量少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這對後續的汙泥（ní）處理極為有利。

膜生（shēng）物反應器(MBR)主要應用於城市汙水的回（huí）收淨化，汙（wū）水經MBR處理後，出水水質已達到建設（shè）部（bù）《生活雜用水水質標準》，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的目的，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）廢水處理與回用等方（fāng）麵（miàn）已得到（dào）了應（yīng）用。

膜（mó）生物反應器（MBR）技術（shù）是膜分離技（jì）術與生物技術有機結合的新型廢水處理技（jì）術，它利用膜分（fèn）離（lí）設備將（jiāng）生化反應（yīng）池（chí）中的活性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池（chí）。膜-生物反應器工藝通過膜（mó）的分離技術大大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（tíng）留時間（HRT）和（hé）汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。