在汙（wū）水處（chù）理，水資（zī）源再利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是（shì）一種由膜分離單元與生物處理單元相（xiàng）結合的新型水處（chù）理技術。

反應器介紹（shào）

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（zhī）新型態廢水處理係統。以膜組件取代（dài）傳統生物處理技術（shù）末端二（èr）沉池，在生物反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（dì）麵積，並通過保持低汙泥負荷減少剩餘汙泥量。主要利（lì）用膜（mó）分離設備截留水中的活性汙泥與大分子有機物。膜生物反應器係統（tǒng）內活性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；汙泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代周（zhōu）期較長的微生物，可實現對汙水深度淨化，同時硝化菌在係統內（nèi）能（néng）充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫（tuō）氮（dàn）提供可能。

反應器用途

汙（wū）水處理:中國是一個缺（quē）水國家,汙水處理及回（huí）用是（shì）開發利用水資（zī）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、補充（chōng）觀賞水體等非飲用目的,而（ér）將清潔水用於飲用等高水質要求的用途（tú）。城市（shì）汙水、工業汙（wū）水就近可得,可免去長距離輸水，而實現就近處理（lǐ）實現水資源的充分利用，同時（shí）汙水經過就近處理，也可防止汙水在長距離輸送過程中造（zào）成汙水滲漏，導致汙染地下水源。汙水回用已經在（zài）世界上許（xǔ）多缺水的地區廣泛采用,被（bèi）認為21世紀汙水（shuǐ）處理最實用技術。

組成部分

進水（shuǐ）井

進水井裏設（shè）置溢（yì）流口和（hé）進水閘門（mén），在來水量超過係統負荷或者處理係統發（fā）生事故的（de）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（guǎn）網。

格柵

汙水中（zhōng）經常含有大量雜物，為了保證MBR係統的正常運行，必須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔截在係統之外，因此在係統前設置（zhì）格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調（diào）節池

收集的（de）汙水水量和水質都是隨著時間變化的，為了保證後續處理係（xì）統的正常運行，降低 運行負荷，需（xū）要對汙水的水量和水質進行調解，因此在（zài）進入生物處理係統前設計調節池。調節（jiē）池內需要定期（qī）清理沉澱物。調節池一般設置溢流，在負（fù）荷過大的情（qíng）況下，保證係統 的運行正常。

MBR反（fǎn）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（hé）心部分，反應池裏麵包括（kuò）微生（shēng）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，係統設計有消毒裝置，可自動控製加藥量。

計（jì）量裝置

為了能夠保證係統運行（háng）良好，需要采用一（yī）定的計量裝（zhuāng）置進行（háng）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（diàn）控箱安裝於設備機房內。主要控（kòng）製（zhì）進水泵、風機和抽吸泵。控製有手動（dòng）控製和自動控製兩種形式。進（jìn）水泵在PLC控製下，根據各反應池水位情況（kuàng），自動（dòng）運行（háng）。抽吸（xī）泵運行按預設時間周期間歇控製，當MBR反應池低水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜組器。

反應器工藝

膜生物反應器(MBR)是楊造燕教授及其領導的科研小組曆經（jīng）10年（nián）時間研究開發出來（lái）的新型汙水生物處理裝置,該技術被稱為"21世紀的水處理（lǐ）技（jì）術",該項目曾（céng）被列為國家八·五、九·五重點科技攻關項目並被國家列為"中國21世紀議程實施能力及可持續發展實用新技術",此項技術在國內處於領先水平,部（bù）分指標達到國際領先水平。

MBR是膜分離技術與生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中的二沉池,進（jìn）行固液分離。這種工藝不僅有效（xiào）地達到了泥水分離的目的,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（yuǎn）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,可直接回用,實現（xiàn）了汙水（shuǐ）資源化。

2、膜的高效截留作用,使微生（shēng）物完全截留在生物反應器內,實現反應（yīng）器水力停留時間(HRT)和汙（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（chù）理的曝氣池與（yǔ）二沉（chén）池合二為一,並取（qǔ）代了三級處理的（de）全部工藝設施,因此可大幅（fú）減（jiǎn）少（shǎo）占地（dì）麵積,節省土（tǔ）建（jiàn）投資。

4、利於硝（xiāo）化細菌的截留和繁殖,係（xì）統硝化效率（lǜ）高。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷（lín）功能。

5、由於泥齡可以非常（cháng）長,從而（ér）大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反（fǎn）應器在高（gāo）容積負荷、低汙泥負荷、長泥齡下（xià）運行,剩（shèng）餘汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理論上可（kě）實現零汙（wū）泥排放。

7、係統實現PLC控製,操作管理（lǐ）方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元（yuán）與（yǔ）生（shēng）物（wù）處理單（dān）元相結合的新型水處理技術，以膜組件（jiàn）取代二（èr）沉池在生物反（fǎn）應器中保持高活（huó）性汙泥濃度（dù）減少汙（wū）水處理（lǐ）設施占地，並通過保持（chí）低汙泥負荷減少汙泥（ní）量（liàng）。與傳統的生化（huà）水處理技術相比（bǐ），MBR具有以下主要特點：處（chù）理效率高、出水水（shuǐ）質好；設備緊湊、占地麵（miàn）積（jī）小；易實現自動控製、運行管理簡單。80年代（dài）以來，該技術愈來愈（yù）受到重（chóng）視，成為研究的熱點之一。膜生物反應（yīng）器己應用於美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規（guī）模從6m3/d至 13000m3/d不等。

我國（guó）對MBR的（de）研究還不到十（shí）年，但進展十分迅速（sù）。 國內對MBR的（de）研究大致可分為幾個（gè）方麵：

（1）探索不同生物處理工藝與膜（mó）分（fèn）離單（dān）元的組合形式，生（shēng）物反應處理工藝從（cóng）活性汙泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活（huó）性汙泥（ní）與生物（wù）膜相結合的複合（hé）式工藝、兩相厭（yàn）氧工藝；

（2）影響處理效果與膜汙染的因素、機（jī）理及數學模型的研究，探求合適的操（cāo）作條件（jiàn）與工藝參數，盡可能減輕膜汙染，提高膜組件的處理（lǐ）能（néng）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高濃（nóng）度有機廢水（shuǐ）（食品廢水（shuǐ）、啤（pí）酒廢水）與難降解工業廢水（石化汙（wū）水（shuǐ）、印染廢水等），但以生活汙水的處（chù）理為主。

在我（wǒ）國，MBR同時應用於生活汙水與工業廢水處理的（de）研究。 這些研究結（jié）果都（dōu）表明（míng）：MBR對各種高濃度有機廢水與難降解廢水（shuǐ）的COD，NH3-N.SS，濁度等（děng）都達到良好的去除（chú）效果。

我國人均水資源擁有（yǒu）量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水平的1/4。在我國600多個（gè）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（shuǐ）造成經濟損失約2000億元（yuán）人民幣。華北地區（qū）人均水資源占有量隻有250—480m3/人.年（nián），低於全國（guó）人均水平的1/5，這一地（dì）區的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因此（cǐ）汙水回用是緩解華（huá）北平原水危（wēi）機的（de）重（chóng）要措施之一。膜生物反應器技術以其優質的（de）出水水質被認為是具有（yǒu）較好經濟、社會和環境效益的節水技（jì）術而倍受關注。盡管還（hái）存在較高的運行費用問題，但隨著膜（mó）製造技術的進（jìn）步（bù），膜質量的提高和膜製造成本的降低，MBR的投（tóu）資（zī）也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶瓷（cí）膜的開發（fā）等已使其（qí）成本（běn）比以往有很大降低。另一方麵，各種新型膜生物反應（yīng）器的開發也使真運行費（fèi）用大大降低，如在（zài）低壓（yā）下運行的（de）重（chóng）力淹沒式（shì）MBR、厭氧MBR等與傳統的好（hǎo）氧加壓膜生物反應器相比，其運（yùn）行費用大（dà）幅度下降。因此，從長遠的觀點（diǎn）來看，膜（mó）生物反應器在水處理中應用（yòng）範圍（wéi）必將越來（lái）越廣。在水環境標準日（rì）益嚴格的今天，MBR已顯示出（chū）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（zhēng）者。

技術優點

高MLSS與微濾膜過濾下，出水水質穩定（dìng）,高（gāo）品質（zhì）。高容積（jī）負荷下，停留時間短，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，占地麵積較傳統方式（shì）節省30%，

反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負（fù）荷衝（chōng）擊（jī）能力強，有效處理（lǐ）高濃度有（yǒu）機廢水在微濾膜過濾下，分離效果（guǒ）遠優於傳（chuán）統沉澱池及砂濾等處理單元，出水水（shuǐ）質（zhì）良好穩定，懸浮（fú）物和濁度低，一般低汙染度市政廢（fèi）水處理（lǐ）後，可直接做為中水道（dào）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（jié）留、生長和繁（fán）殖，係統的硝化（huà）效率得（dé）以提高，A/O反應下具高（gāo）效脫 氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨（ān）氮與磷，尤其適用於水質管製（zhì）區內使用微濾膜可攔除大部分細菌等微生物，減少消（xiāo）毒藥（yào）劑添加量及（jí）獲得安全（quán）的（de）回用水 低能耗，操作運（yùn）轉費用低生物（wù）攔截在池內,可取得較長的SRT高汙泥齡之（zhī）運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上（shàng） 。低廢棄汙（wū）泥量低於傳統活性汙泥法、排泥周期長、操作彈性大，生物膜（mó）管（guǎn）係統屬於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克服變異性大之（zhī）廢水係統PLC控製設計，操作維護容易（yì），可實現自動化控製，便於管（guǎn）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（chí）之體積 可作封閉式（shì）設計，低公害，低（dī）噪音，低臭味膜分離（lí）大大提高了汙水的大分子難（nán）降解的物質處理效率標（biāo）準移動式模（mó）組化設計，快速簡（jiǎn）單的安裝，易（yì）於分期擴充適用於對於舊有（yǒu）汙（wū）水處理廠進（jìn）行改造（zào），僅需增設MBR膜組（zǔ）設備。

原有程序加入MBR程序

流（liú）程變（biàn）動（dòng）原程序中有沉澱池兩座、快混池（chí）、慢混池、加（jiā）壓浮除、上流式過濾一（yī）組（zǔ）、活性炭塔兩座等（děng）程序。幾乎可（kě）全被MBR持取代。 將其中一池沉澱池改為（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（yā）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處理後水質：

COD=165.5mg/l，SS=5.7mg/l，

NH4-N=0.19mg/l，NO3-N=25mg/l

操（cāo）作維護更容易（yì），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（xū）人力多。 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。人員操作管理極容易。

設置成本池體多、機械多由原有沉澱池體（tǐ）空間運用。

耗材由於機械眾（zhòng）多（duō），複雜（zá），耗（hào）材數（shù）量大。也必須活（huó）化或更新活性炭。機械數量少，形式單純（chún）

總述

膜

膜生物反應器的材料分為有機膜和無機膜（mó）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、聚丙烯等。分離式膜生物反應器通常（cháng）采用超濾膜組件，截留分子量一般在2—30萬。膜生物反應器截留分子量越大，初始膜通（tōng）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（fāng）式就成（chéng）為影響膜生物反應器膜汙染的主要因素。不僅汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身（shēn）的過濾性能，如活（huó）性汙（wū）泥性狀、生物（wù）相也影響膜生物反應器膜通量的衰減。有研究表明：粉末活性（xìng）炭（PAC）與絮（xù）凝劑的加入有助於改善泥水分離性（xìng）能，形成體積更大、粘性更小的（de）汙泥絮體，減少（shǎo）了膜堵塞的（de）機會。但絮（xù）凝劑的過量加人（rén）會造成汙泥活性受到限製，影響反應器的處理能力和處理（lǐ）效果。

水力（lì）學特性

改善膜麵附近料液的流體力學條件，如提高流（liú）體的進水流速，減少（shǎo）濃差極化，使被截留的溶質及時被帶走。分離（lí）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（shì）膜（mó）生物反應（yīng）器實質上是一種死（sǐ）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。因此（cǐ）設計合理（lǐ）的流道結構，提（tí）高膜間（jiān）液體上升流（liú）速，使較大的暖（nuǎn）氣（qì）量起到了衝刷（shuā）膜表麵的（de）錯流過濾（lǜ）效果對於淹沒式膜生物反應器（qì）顯得尤為重要。

應用領域（yù）

各類飲料工廠、酒廠（chǎng）、食品廠、畜牧、屠宰廢水（shuǐ）處理、 n染整、皮革、紙漿（jiāng）廠、製藥業、高（gāo）濃度有機等之廢水處理、汙（wū）水（shuǐ）廠製程改善，逆滲透係（xì）統之前處理、汙（wū）水回收、大型市政廢水處理及再利用、社區生活中水回用、辦公大樓中水回用、餐廳或風景區廢水處理及再利用、地表（biǎo）水淨化處理、洗車廠船舶汙（wū）水回收（shōu）再利用、放流水直（zhí）接過濾，完全取代砂濾。

操作省（shěng）人力、逆洗超快、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（lǐ）。取代純水製造的（de）前處理。

地下水砂粒過濾。

配合MBR工法，不（bú）用沉澱池、汙（wū）泥濃縮池、砂（shā）濾池等用地節省。更（gèng）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（pèi）合A/O、A2/O工藝，可大舉降低氮與磷，適用（yòng）在水質與水源保護（hù）區。

在歐、美、大陸蓬勃（bó）發展，大家（jiā）都在腦（nǎo）力激蕩，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（chūn）筍。

分（fèn）類

在水處理行業中，膜生物反（fǎn）應器投入大規模實際應用，膜生物反應器（qì）依據膜組件，及原理（lǐ）有不同的分類（lèi）。下麵我們就來了解一下膜生物反應器（qì）分類。

從整體上來講，膜（mó）生物反應器分類有以下幾種（zhǒng）：

膜分離生物反應（yīng）器（qì）：膜分離生物反應（yīng）器用（yòng）於汙水處理中的固液分離。

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

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

按照膜組件的（de）放置（zhì）方式可分為：分體式和一體（tǐ）式膜生物反應（yīng）器

分體式（shì）膜生物反應器（又稱外置式膜生物反應器）是把生物反應器與膜組件分（fèn）開放置，膜生物反應器的混合液經增壓後進入膜組件，在壓力作用（yòng）下混合液（yè）中的（de）液體透過膜得到係統（tǒng）出水（shuǐ），活性汙泥則被截留，並隨（suí）濃縮液回流到生物反應器內。

一體式（shì）膜生物反應器（又稱（chēng）內（nèi）置式膜生物反應器）則直接將（jiāng）膜組件置於反應器（qì）內，通過的抽吸得到過濾（lǜ）液（yè），膜表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設置在（zài）膜的正下方，混（hún）合液隨氣流向上流動，在膜（mó）表麵產生剪切力，以減少膜的汙染。一體式膜生物反（fǎn）應器工藝是汙水生物處理技術與膜分離（lí）技術的有機結合。

按照膜生物（wù）反（fǎn）應（yīng）器是否（fǒu）需氧：可分為好氧和厭氧膜生物（wù）反應（yīng）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（shì）汙水處理（lǐ）通常是為了（le）使出水達到回用（yòng）的目的（de），而用於處理工業的主要為了（le）去除一些特別的汙染物，如油脂類汙染物（wù）。

厭氧膜生物發生器中，通過膜（mó）的高效（xiào）截留，不僅解（jiě）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的問題，同時膜分離的作用還體現在對厭氧（yǎng）反應（yīng）器的構造與處理效果的強化方麵。以UASB與膜單（dān）元（yuán）相結合為例，厭氧膜生物（wù）反應器不再需要設計的三相分離器來實現（xiàn）固液氣的分離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中的產酸菌濃度增加，提高（gāo）了水解發酵能力，同時膜將大分子有機（jī）物截（jié）留在產酸反應器中使水解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生（shēng）物反應器廠（chǎng）用於（yú）高濃度有機分水的處理效果，由於膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥（ní）處於懸浮狀態，處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生物反應器內獲得比普通活性汙泥法高得多的生物濃度，極大地（dì）提高了生物降解能（néng）力和抗負（fù）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（wù）分解菌和硝化菌等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取得理想（xiǎng）效果。另一方麵，膜生物反應器膜分離對小於膜孔徑（jìng）有機大分子物質的截留作用，能（néng）夠確保濾後出水在除菌、消除（chú）懸浮（fú）物和降低BOD方麵（miàn）很穩定（dìng）。

(2)占地少膜生物反應器（qì）可以維持較高的汙泥濃（nóng）度，通常MLSS為（wéi）8～20g/L，是傳統生物處理的2.5～5倍，同時係統省去了二沉池和汙泥回流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物反應器操作維護簡單膜分（fèn）離單元工藝簡單，出（chū）水和運行不受汙泥泥膨脹等因素的影響，操作（zuò）維護簡單（dān）方便，且易於實現自動控製管理。

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

膜生物反應器(MBR)主要應用於城市汙水的回（huí）收淨化，汙（wū）水經（jīng）MBR處理後，出水水質已達到建設部《生（shēng）活雜用水水質標準》，可直接用於綠（lǜ）化、衝洗、消防、樓（lóu）房中水回用補充觀賞水體等（děng）非（fēi）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（cǐ）在城市汙水和工業廢水處理與回（huí）用等方麵已得到了（le）應用。

膜生（shēng）物反應器（qì）（MBR）技術是膜分離技術與生物技術有機結合的新型（xíng）廢水處理（lǐ）技（jì）術，它利用膜分離（lí）設（shè）備（bèi）將生（shēng）化反應池中的活性汙泥和大（dà）分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器（qì）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（huó）性汙泥濃度大大提高，其水力停留時間（HRT）和（hé）汙泥（ní）停留時間（SRT）可以分別控製。