在汙水處理，水資源再利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分（fèn）離單元與（yǔ）生物處理單元相結合的新型水處理（lǐ）技術。

反應器介紹

膜生物反應器（qì）（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處理（lǐ）技術有機結合之新（xīn）型態廢水處理（lǐ）係統。以膜組件取（qǔ）代傳統生（shēng）物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高（gāo）活性汙泥濃度，提高（gāo）生（shēng）物處理有機負荷，從而減少汙水處理設施占地麵積（jī），並通過保持低汙泥負（fù）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（wū）泥與（yǔ）大分子有機物。膜生物反應器係統內（nèi）活性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；汙泥（ní）齡(SRT)可延長至（zhì）30天以（yǐ）上。

膜生物（wù）反應器因其有效的（de）截留作用，可保留世代周期較（jiào）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）能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

反應（yīng）器用途

汙水處理:中國是一個缺水（shuǐ）國（guó）家,汙水處理及回用是開發利用（yòng）水資源的有效措施。汙水回用是將城（chéng）市汙水（shuǐ）、工業汙水通（tōng）過膜生物反應（yīng）器等設備處理之（zhī）後,將其用於綠（lǜ）化、衝洗、補充觀賞水體等非飲用（yòng）目的,而將清潔水用於飲用等高水質要求的用（yòng）途。城市汙水、工業（yè）汙水就（jiù）近（jìn）可得,可免去長距離輸水，而實現就近處理實現水資源（yuán）的充分利（lì）用，同時汙水經過就近處理，也可防（fáng）止汙水在長距離輸送過程中造成汙水滲漏，導致（zhì）汙染地下水源。汙水回用已經在世界上許多缺水的（de）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

進水井裏設置溢流口（kǒu）和進水閘門，在來水量超過係（xì）統負荷或者處理係統（tǒng）發生事故的情（qíng）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（shì）政管網。

格柵（shān）

汙水（shuǐ）中經常含有大量雜物，為了保證MBR係統的正（zhèng）常運行，必須將（jiāng）各種纖維（wéi）、渣物、廢 紙（zhǐ）等（děng）雜物攔截在係統之外，因此在係統前設置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節池

收集的汙水水量和水質都是隨（suí）著（zhe）時間變化的，為了保證後續處理係統的正常運行，降低 運行負荷，需要對汙水的水量和水質進行調解，因（yīn）此在進入生物處（chù）理係統前設計調節（jiē）池。調節池內需要定期（qī）清理沉澱物。調（diào）節池一般設置（zhì）溢流，在負（fù）荷過大的情況（kuàng）下，保證係統 的運行正常。

MBR反應池

在（zài）MBR反應池裏進行著有機汙（wū）染物的降（jiàng）解和泥水的分離。作為處理（lǐ）係統的核心部分（fèn），反應池裏麵包括（kuò）微生物菌落、膜組（zǔ）件、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據（jù）出水的要求，係統設計有（yǒu）消毒裝置，可自動控製加藥量。

計（jì）量裝（zhuāng）置

為了能（néng）夠保證係統運行良好，需要采用一定（dìng）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（jì）和水表等。

電控裝置

電控（kòng）箱（xiāng）安（ān）裝於設備機房（fáng）內。主要控製進水泵、風機和抽吸泵（bèng）。控製有（yǒu）手動控製和自動控（kòng）製兩種形式。進水泵在PLC控製下，根（gēn）據各反應池水位情況，自動運行。抽吸（xī）泵運行按預設時間周期間歇控製，當MBR反應池低水（shuǐ）位時，抽吸泵自動停止（zhǐ），以保護（hù）膜組器（qì）。

反應器工藝

膜（mó）生物反應器(MBR)是楊造燕教授（shòu）及其領導的科研小組曆經10年時間研（yán）究開發出來的新型汙（wū）水生物處理裝置,該（gāi）技術被稱為"21世紀的水（shuǐ）處理技術（shù）",該項目曾被列為國家八·五、九·五重點科技攻（gōng）關項目並被國（guó）家列（liè）為"中國21世紀（jì）議程實施能力及可持續發展實用新技術",此項技術在國內處於領先水平,部分（fèn）指標達到國際（jì）領先水（shuǐ）平。

MBR是膜分離技（jì）術與生物處理法的高效結合,其（qí）起源是用膜分離技術取代活性汙泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝不僅有效地（dì）達到了泥水分離的目的,而且（qiě）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（zhuó）度接近於零,可直接回用（yòng）,實現（xiàn）了汙水資源化。

2、膜的高（gāo）效截（jié）留作（zuò）用,使微生物完全截留在生物反應器內,實現（xiàn）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）靈活穩（wěn）定。

3、由（yóu）於MBR將傳統汙水處理的曝氣池與二沉池合二為一,並取代了三級處理的全部工藝設施,因此可大幅減（jiǎn）少占地麵積,節省土建投資。

4、利於（yú）硝化細菌的截留和繁殖,係統硝化效率高。通過運行方式（shì）的改變亦可有脫（tuō）氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以非常長,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反應器（qì）在高容積（jī）負荷（hé）、低汙（wū）泥負荷、長泥齡下運行,剩餘汙泥產量極（jí）低,由於（yú）泥齡可無限長,理論上（shàng）可（kě）實現零汙泥排放。

7、係統（tǒng）實現PLC控製,操作管理方便

膜生物反應器（MBR）是一種由（yóu）膜分離（lí）單元與生物（wù）處理單元相結合的新（xīn）型水處理技術，以膜組件取代二沉（chén）池在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（wū）泥量。與傳統的生化水處理（lǐ）技術相比，MBR具（jù）有以下主要特點（diǎn）：處理效（xiào）率高、出水水質好；設備（bèi）緊湊、占地麵積小；易實現自動控製、運行管（guǎn）理簡單（dān）。80年代以來，該技術愈來（lái）愈（yù）受到重視，成為研究（jiū）的熱（rè）點之一。膜生（shēng）物反（fǎn）應器己應用於美國、德國、法國（guó）和埃及等十多個國家，規模（mó）從6m3/d至（zhì） 13000m3/d不等。

我國對MBR的研究還不到十年，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（lí）單元的組合形式，生物反應處理（lǐ）工藝從活性汙泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性汙泥與生（shēng）物膜相結合的複合式工藝、兩相厭氧工藝（yì）；

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

（3）擴大MBR的應用（yòng）範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴展到（dào）高濃度有機廢水（食品廢（fèi）水、啤酒（jiǔ）廢水）與難降解（jiě）工業廢水（石化汙水（shuǐ）、印染廢水等），但以生活汙（wū）水的處理為主。

在我（wǒ）國，MBR同（tóng）時應用於（yú）生活（huó）汙水與工業廢水處理的研究（jiū）。 這些研究結果（guǒ）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（dù）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（zú）世界平均水平的1/4。在我國600多個城市（shì）中，有300餘座（zuò）城市（shì）缺（quē）水，真（zhēn）中嚴重（chóng）缺水城市有100餘個，年缺水量近60億m3，每年（nián）因缺水造成經（jīng）濟損（sǔn）失約2000億元人（rén）民幣。華北地區人均水資源占有量隻有250—480m3/人.年（nián），低於全國人均水平的1/5，這一地區的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因此汙水回用（yòng）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（yǐ）其優質的出水水質被認為是（shì）具（jù）有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而倍受關注。盡管還存在較高的運行費用（yòng）問題，但隨著膜製造技術的進步，膜質量的提高（gāo）和膜製造成本的降低，MBR的投（tóu）資也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型（xíng）陶瓷膜的（de）開發等已使其成本比以往有很大降低。另一方麵，各種新型膜生物反（fǎn）應器的（de）開發也使真運行費用大大降低（dī），如在低（dī）壓下運（yùn）行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的（de）好氧加壓膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因（yīn）此，從長遠的觀點來看，膜（mó）生物反應器在水處理中應（yīng）用範圍必（bì）將越來越廣。在水環境標準日益（yì）嚴格的（de）今天，MBR已顯示出其巨大的發展潛力，將（jiāng）是新世紀（jì）替代傳統廢水處理技術的（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，停留時間（jiān）短（duǎn），MBR流程較傳統係（xì）統簡單 ，占地麵（miàn）積減（jiǎn）小完全取代沉澱池、砂濾單元，占地麵積較傳統方式節（jiē）省30%，

反（fǎn）應池內MLSS濃度可達（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（zài）微濾（lǜ）膜過濾下，分離效果遠優於傳統沉（chén）澱池及砂濾（lǜ）等處理單元，出水水質良（liáng）好穩定，懸浮物和濁度低，一般（bān）低汙染度市政廢水處理後，可直接做為（wéi）中水道用水或（huò）現場資源回收水使用有利於增殖緩慢（màn）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（wēi）濾膜可攔除大部分細菌（jun1）等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得安全的回用水 低能耗，操作運轉費（fèi）用低生物攔截在池內,可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解（jiě）下汙泥量減少1/2以上 。低廢（fèi）棄汙（wū）泥量低於傳統活性汙泥法、排泥周期長、操作彈（dàn）性大，生物（wù）膜管係統屬於（yú）絕對過濾係統及（jí）高（gāo）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（zhì），便於管理高生物汙泥操（cāo）作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧（yǎng）汙泥池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭（chòu）味膜（mó）分離大大提高了汙水的大分子難降解的物質處理效率標準移動式模組化設計，快速簡單的安裝，易於分期擴充適用於對於舊有汙（wū）水處理廠進行（háng）改造，僅需增設MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序

流程變動原程序中有（yǒu）沉澱池兩座、快混（hún）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（bèi）MBR持取代（dài）。 將其中一池沉（chén）澱池改為（wéi）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（fàng）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（hòu）水質：

COD=165.5mg/l，SS=5.7mg/l，

NH4-N=0.19mg/l，NO3-N=25mg/l

操作（zuò）維護更容易，成本更低 原先程序（xù）複雜，池體與機械眾多，人員操作技術性與複雜度高。所需人力多。 由MBR池取代後，反洗由（yóu）PLC自動控製。化學洗程（chéng）序單純，各（gè）組分別（bié）實施。人員操作管理極容易。

設置成本池體多、機械多由原有沉澱池體空間運用。

耗材由（yóu）於機械眾多，複雜，耗材數量大。也必須活化（huà）或更新活性炭。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（mó），常（cháng）用的膜材料為聚乙（yǐ）烯、聚丙烯等。分離式（shì）膜生物反應器（qì）通常采用（yòng）超濾（lǜ）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（dìng）後（hòu），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（jǐn）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（zhuàng）、生物相也影響膜生（shēng）物反應器膜通量的衰減。有研究表明（míng）：粉末活（huó）性炭（PAC）與（yǔ）絮凝劑的加（jiā）入有（yǒu）助於改善泥水分離性能，形成體積（jī）更（gèng）大、粘（zhān）性更小的（de）汙泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的（de）過量加人會造成汙泥活性受到限製（zhì），影響反應器的處理能力和（hé）處理效果。

水力學特性

改善（shàn）膜麵附近料液的流（liú）體力學條件，如提高流體（tǐ）的進水流速，減少濃差極化（huà），使被截留的溶質（zhì）及時被帶（dài）走。分離（lí）式膜生（shēng）物反應器中，一般均采用錯流過濾的方式（shì）；而一體式膜生物反（fǎn）應器實質上是一種死端（duān）過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助於防（fáng）止膜麵（miàn）沉積汙染。因此設計（jì）合理的流道結構，提高膜間液體上（shàng）升流速，使較大的暖氣（qì）量起到了衝刷膜表麵的錯流（liú）過濾效果對於淹沒式膜生（shēng）物反應器顯得（dé）尤為重（chóng）要（yào）。

應用領域（yù）

各類（lèi）飲料工（gōng）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（jī）等之廢水處理、汙水廠製程改（gǎi）善，逆滲（shèn）透（tòu）係統（tǒng）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（fēng）景區廢水處理及（jí）再利用、地表水淨（jìng）化處理、洗車廠船舶汙水回（huí）收再利用、放流水（shuǐ）直接過（guò）濾（lǜ），完全取代砂濾（lǜ）。

操（cāo）作省人力、逆（nì）洗超快、無（wú）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（shā）粒（lì）過濾。

配合MBR工法，不用沉（chén）澱（diàn）池、汙泥濃縮池、砂濾池等用地節省（shěng）。更大大去（qù）除COD與BOD。尤其對於

BOD去除（chú）率超顯著，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（zài）歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦力激蕩（dàng），如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦業、飲水機等等。變形的中空纖維膜應用，如雨後春筍。

分類

在水處理行業中，膜（mó）生物反應器投入大規模實際應（yīng）用，膜生物反（fǎn）應器依據膜組件，及原理有不同的（de）分（fèn）類。下麵（miàn）我們就來了解一下膜生（shēng）物反應器分類。

從整體上來講，膜生物反應器分（fèn）類有以下（xià）幾種：

膜分（fèn）離生物反應器：膜分離生物反應器用於汙（wū）水處理中的（de）固液（yè）分（fèn）離。

膜曝氣生物反應器（qì）：膜曝氣生物反應器中膜（mó）被用於氣體質量傳遞，通常是為好氧工藝供（gòng）氧，可以實現生物反應器的無泡曝（pù）氣，大大提（tí）高反應器的（de）傳氧效率。

萃取膜生物反應器：萃取膜生物反應器主要用於工業中優先汙（wū）染物的處（chù）理，選擇性透過膜被用於萃取特定的汙染（rǎn）物。

按照膜組件（jiàn）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（又稱外置式膜生物（wù）反應器）是把生物反應器與膜組件分開放置，膜生物反應器的混合液（yè）經增壓後進（jìn）入膜組件，在壓力（lì）作用下混合液中的液（yè）體透（tòu）過膜得到係統出水，活性汙泥則被截留，並隨濃縮（suō）液回流（liú）到生物反應器內。

一體式膜生物反應器（qì）（又（yòu）稱內置式膜（mó）生物反應器）則直接將膜組件置於（yú）反應器（qì）內，通過的抽吸得到過濾液，膜表麵清（qīng）洗所需的錯流（liú）由空氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合液隨氣（qì）流向上流動，在（zài）膜表麵產生剪切力，以減（jiǎn）少膜的汙染。一體式膜生物反應器工藝是汙水生物處理技術與膜（mó）分離技術（shù）的有（yǒu）機結合。

按照膜生物反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應（yīng）器（qì）

好氧膜生物反應器一般用於城市（shì）和工業（yè）的處理，好氧MBR用於城市汙水處理（lǐ）通常是為了使出水（shuǐ）達到回用的目的，而用於（yú）處理工業的主要為了去除（chú）一些特別的汙染物，如油脂類汙染物。

厭氧（yǎng）膜生（shēng）物發生器中，通過膜的高效截留，不僅解決了厭氧汙泥容易從膜生物（wù）反應器（qì）流失導致出水水質（zhì）降低的問（wèn）題，同時（shí）膜分離的作用還體現在對厭氧（yǎng）反應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，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）液氣的分離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應（yīng）氣中的產酸菌濃度（dù）增加，提高了水解發酵能力（lì），同時膜將大分子有機物截留在產酸（suān）反應器中使水解發酵，因此保持較高（gāo）的酸化率。厭氧膜生物反應器廠用於（yú）高濃度有機分水的（de）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物反應器均（jun1）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（shǐ）得膜生物反（fǎn）應器內獲得比普通活性（xìng）汙（wū）泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物（wù）降解能力和抗負荷衝擊能（néng）力。同時，汙（wū）泥停留時間較長，這也為難降解有（yǒu）機物分解菌（jun1）和硝化菌等增殖速度慢（màn）的微生物得以（yǐ）在反應（yīng）器內繁殖富集，特別是對（duì）難降解有機物和氨氮（dàn）的去（qù）除可（kě）以取得理（lǐ）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的截（jié）留作用，能夠（gòu）確保濾後（hòu）出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地少膜（mó）生物反應器可以維持較高的汙泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統生（shēng）物處理的2.5～5倍，同時係統省（shěng）去了二沉池和（hé）汙（wū）泥回流設備，因而占地麵積省（shěng）。

(3)膜生物反應器操作（zuò）維護簡單膜（mó）分離單元工藝簡單，出水和運行不受汙泥泥膨脹等因素（sù）的影響，操作維護簡單方便，且易（yì）於實現自動控（kòng）製管（guǎn）理。

(4)膜生物反應器汙泥處（chù）水費用低係統汙泥（ní）濃度高，泥齡長，這意味著排（pái）泥量少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這對後（hòu）續的汙泥處理極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用（yòng）於城市汙水的回收淨化，汙水經MBR處理後，出水水質已達到建設部《生活雜用水水（shuǐ）質標準》，可（kě）直接用於綠化、衝洗、消防、樓房中水回用補（bǔ）充觀（guān）賞水體等（děng）非飲用水的目的，MBR具有實現自動控製（zhì）和操作管理方便等優點，因此在城市汙（wū）水和工業廢水處理與回用等（děng）方麵已得到了（le）應用（yòng）。

膜生物反應器（MBR）技術是膜分離技術與生（shēng）物技術有機結合的新型廢水處理技（jì）術，它利用膜分離設備將生化反應池中（zhōng）的活（huó）性汙泥和大分子（zǐ）有機物截留住，省掉二沉池。膜-生（shēng）物反應器工藝通過（guò）膜的分離技術大大強化（huà）了（le）生物反應器的功（gōng）能，使活性（xìng）汙泥濃度大大提高，其水力停留時（shí）間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別（bié）控製。