在汙水處理，水資源再（zài）利用領（lǐng）域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元（yuán）與生物處理單元相結合的新型（xíng）水處理技術。

反（fǎn）應器介紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處（chù）理技術有機結合之新型態廢水（shuǐ）處理係統（tǒng）。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高活性汙泥濃度，提（tí）高生物處（chù）理有機（jī）負荷，從而減（jiǎn）少汙水（shuǐ）處理設（shè）施占地麵積，並通過保持低汙（wū）泥負荷（hé）減少剩餘汙泥量。主要（yào）利用膜分離設備（bèi）截留水中的活性汙（wū）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（gèng）高；汙（wū）泥齡(SRT)可延（yán）長至30天以上（shàng）。

膜生物（wù）反應器因其有效的截留作用，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（tóng）時硝化菌在係（xì）統內能（néng）充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除（chú）磷脫氮提供可（kě）能。

反應（yīng）器用途（tú）

汙水處理（lǐ）:中國是一個缺水國家,汙水處理及（jí）回用（yòng）是開發利用水資源的有效措施。汙水回用是將城市汙水、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、補充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水用於飲（yǐn）用等高水質要求的用途。城（chéng）市汙水、工業汙（wū）水就近可得,可免去長距離輸水（shuǐ），而實現就（jiù）近（jìn）處理實現水資源的充（chōng）分利（lì）用（yòng），同時汙水經過就近處理，也可（kě）防止汙水在長距離輸送過程中造成汙水滲漏，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廣泛采用（yòng）,被認為21世紀汙（wū）水處理最實用技術。

組成部分

進水井

進水井裏設置溢流口和進（jìn）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（bì）進水閘門（mén），汙（wū）水直接通過溢流（liú）口就近排入河道或者市政管網（wǎng）。

格柵

汙水中經常含有大量（liàng）雜物，為（wéi）了保證MBR係統的正常運行，必須將各（gè）種纖（xiān）維、渣物、廢 紙等雜物攔截在係統之外，因此（cǐ）在係統前設置（zhì）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著時間變化的，為（wéi）了保證（zhèng）後續（xù）處理係統的正常運行，降低 運行負荷，需要對（duì）汙水的水量和水質進行調解，因（yīn）此在進入生物處理係統前（qián）設計調節池（chí）。調節池內需要定期清理沉澱（diàn）物。調節池一般（bān）設置溢流，在負荷過（guò）大的情況下，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水的分離。作為處理係統的核（hé）心部分，反應池裏麵包（bāo）括微生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統、曝（pù）氣係統。

消毒裝置

根據出水（shuǐ）的要求，係統設計有（yǒu）消毒裝置，可自動控製加藥量。

計量裝置

為了能（néng）夠保證係統運行良好，需要采用一定的（de）計（jì）量裝置進行係統的參數控製。計量控製儀器（qì）包括流量計（jì）和水（shuǐ）表等。

電控裝置（zhì）

電控（kòng）箱安裝於設備機房內。主（zhǔ）要（yào）控製進水泵、風機和抽吸泵。控製有手動控製和自動控製兩種（zhǒng）形式。進水泵在PLC控製下，根據（jù）各反應池水位情況，自動運行。抽吸泵運行按預（yù）設時間周期（qī）間歇控製（zhì），當MBR反應池低水位（wèi）時，抽吸泵自動停（tíng）止，以保護膜組器（qì）。

反應器工藝

膜生物反應器(MBR)是楊造燕教授及（jí）其領導的科研小組曆經10年（nián）時間研究開（kāi）發出來的新型汙水生物處理裝置（zhì）,該技術被稱為"21世紀的（de）水處（chù）理技術",該項目曾被列為國家八·五、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（zhǎn）實用新技術",此項技術在國內處於（yú）領先水平,部分指標（biāo）達到國際領先水平。

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

1、高效（xiào）地進（jìn）行固液分離,其分離效果遠好於傳統的（de）沉（chén）澱池,出水（shuǐ）水（shuǐ）質（zhì）良好,出（chū）水懸浮物和濁度接近於零,可直接回用,實（shí）現了汙水資源化。

2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反（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（quán）分離,運行控（kòng）製靈活穩定。

3、由於MBR將（jiāng）傳統汙水處理的曝（pù）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（fú）減少占地（dì）麵積,節（jiē）省土建投資。

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

5、由於泥齡可以非（fēi）常長,從（cóng）而大大提高難（nán）降解有機物的降解（jiě）效率。

6、反應器在高容積負荷、低汙泥負（fù）荷、長泥齡下運行,剩（shèng）餘汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理論上可實現零（líng）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）是一種由膜分離單元與（yǔ）生物處理單元相（xiàng）結合的新型水處理技術，以膜組件（jiàn）取（qǔ）代二沉池在生物反應器中保持高活性汙泥濃度減少汙（wū）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（chù）理技術相比，MBR具有以下主要特點：處（chù）理效（xiào）率高、出水水質好；設備緊湊、占地（dì）麵積小（xiǎo）；易實現自動控製、運行管理簡（jiǎn）單。80年代以（yǐ）來，該技（jì）術愈來愈受到重視，成為（wéi）研究的（de）熱點之一。膜生物反應器（qì）己應（yīng）用於美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規模從6m3/d至 13000m3/d不（bú）等。

我國對MBR的研究還不（bú）到十年，但進展十分迅速。 國內對MBR的研究大致可分為幾個方麵：

（1）探索不同生物處理（lǐ）工（gōng）藝與膜（mó）分離單元的組合形式，生物反（fǎn）應處理工（gōng）藝從活性汙泥法擴（kuò）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（gōng）藝；

（2）影響處理效果與膜汙染的因素、機理及數學模型（xíng）的研究，探求合適的操作（zuò）條件與工藝參數，盡可能減輕膜汙染，提高膜組（zǔ）件的處（chù）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高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難（nán）降解工業廢水（石化汙水、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（jī）廢水與難（nán）降解廢（fèi）水的（de）COD，NH3-N.SS，濁度等都達到良好的去除效果。

我（wǒ）國人均水資源擁有量僅為2250m3/人（rén）.年，不足世界（jiè）平均水平的1/4。在我國600多個城（chéng）市中，有（yǒu）300餘（yú）座城市缺水，真（zhēn）中嚴重缺水城市有100餘個，年缺水量（liàng）近60億m3，每年因缺水造成經濟損失約2000億元人民幣。華北（běi）地（dì）區人均水資源占有量隻有250—480m3/人.年，低於全國人均水平的1/5，這一地（dì）區的所（suǒ）有城市（shì）幾乎都（dōu）麵臨（lín）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（shēng）物反應器技術以其優質的出水水質被認為是具有較好經濟、社會（huì）和環境效益（yì）的節水技術而倍受關注。盡管還存在較高（gāo）的運（yùn）行（háng）費用問題，但隨著膜製造技術的進步，膜（mó）質量的提高和膜（mó）製造成本的降低，MBR的投資也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型（xíng）陶瓷膜的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（shēng）物反應器的（de）開發也使（shǐ）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）統的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行費用（yòng）大（dà）幅度下降。因此，從長遠的觀點來（lái）看，膜生物反（fǎn）應器在水處理中應（yīng）用範圍必將越（yuè）來越廣。在水環境標準日益嚴格的今（jīn）天，MBR已（yǐ）顯示出其巨大的發展潛力，將是新世紀替代（dài）傳統廢水處理技術的有力競爭者。

技術優點

高MLSS與微（wēi）濾膜（mó）過濾下，出水水質穩（wěn）定,高品質。高容積負（fù）荷下，停留時間（jiān）短，MBR流程較傳統係統簡單（dān） ，占地麵（miàn）積減小完全取代沉澱池、砂濾單元，占地麵積較（jiào）傳統方式節省（shěng）30%，

反應池內MLSS濃度可達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（zài）微濾膜過濾下，分離效果（guǒ）遠優於傳統沉澱池及砂濾等處（chù）理（lǐ）單元，出水水質良好穩定，懸浮物和濁度（dù）低，一般低汙（wū）染度市政廢水處理後（hòu），可直接做為中水道用水或現場資源（yuán）回收水使用（yòng）有利於增殖緩慢的硝化細菌的截留、生（shēng）長和繁殖，係統的硝化效（xiào）率得以（yǐ）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（ān）氮與磷，尤其適（shì）用於水質管製區內使（shǐ）用微濾膜可攔（lán）除大部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得安（ān）全的回用（yòng）水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在池內,可取得（dé）較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄汙泥量（liàng）低於（yú）傳統（tǒng）活（huó）性汙泥法、排泥周期長、操作彈性大（dà），生（shēng）物膜管係統屬（shǔ）於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克（kè）服變異性大之（zhī）廢水係統PLC控（kòng）製設計，操作維護容易，可實現自動化控製，便於管理高（gāo）生物汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生（shēng）物好氧汙泥池之體積（jī） 可作（zuò）封閉式設（shè）計，低公害，低噪（zào）音，低臭味膜分離大大提高了（le）汙水的大分子難降解的物質（zhì）處理效率（lǜ）標（biāo）準移（yí）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水處理廠進行改造，僅需增設MBR膜組設備。

原（yuán）有（yǒu）程（chéng）序加入MBR程序

流程變動原程（chéng）序中有（yǒu）沉澱池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一（yī）組、活性炭塔兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一池沉澱池改為平底，置（zhì）入MBR模組。即可取（qǔ）代原有其他程序。

處理水（shuǐ）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MBR處（chù）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（shù）性與複（fù）雜度高。所需人力多。 由MBR池（chí）取代後，反洗由PLC自動控（kòng）製。化學洗程序單（dān）純，各組分別實施。人員（yuán）操作管理極容易。

設置成本池體多、機（jī）械多由原有沉澱池體空間（jiān）運用。

耗材由於機械眾多（duō），複雜，耗材數量大。也必須活化或更新（xīn）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（yīng）器曾遍采用有機膜，常用的膜（mó）材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式膜生物反（fǎn）應器通常采用超濾膜（mó）組件，截留分子量一般在2—30萬。膜（mó）生（shēng）物反應器（qì）截留分子量越（yuè）大，初始（shǐ）膜通量越大（dà），但長期運行膜通量未（wèi）必越大。

操作方式

當膜選定後，其物化性質（zhì）也就（jiù）確定了，因此，操（cāo）作方式就（jiù）成為影響（xiǎng）膜生物反應器膜（mó）汙染的（de）主（zhǔ）要因素。不僅汙泥濃度、混合液粘（zhān）度等（děng）影（yǐng）響膜通量（liàng），混合液本（běn）身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物（wù）相也（yě）影響膜（mó）生物反應器膜通量的（de）衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有（yǒu）助於改（gǎi）善泥水（shuǐ）分離性能，形成體積更大、粘（zhān）性更小的汙（wū）泥絮（xù）體，減少了膜堵塞的機會。但絮（xù）凝劑的過量加人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。

水力學特（tè）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，減少濃差極化，使被截留的溶質及時被帶走。分離式膜生物反應（yīng）器中，一般（bān）均（jun1）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種死端過濾方式（shì）。與死（sǐ）端過（guò）濾相比，錯流過濾更有助於防止膜麵沉積汙染。因此設計合理（lǐ）的流道（dào）結構，提高膜間液體上升流速，使較大的暖氣（qì）量起（qǐ）到（dào）了衝（chōng）刷膜表麵的錯流過濾效果對於淹沒（méi）式膜生物反應（yīng）器（qì）顯得尤為重要。

應用領域

各（gè）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、製藥業、高（gāo）濃度有機等之廢水處理（lǐ）、汙水廠製程改善，逆滲（shèn）透係統之前處理（lǐ）、汙水回收、大（dà）型市政廢水處理及再（zài）利用、社區生活中（zhōng）水回用、辦公（gōng）大樓中水回用、餐廳或風景區廢水處理及再利用、地表水淨化處理、洗車廠船舶汙水回收再利用、放流水直接過濾，完全取代砂濾。

操作省人力、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（qǔ）代傳統RO前處理。取代純水製造的前處（chù）理。

地下水（shuǐ）砂粒過濾。

配合（hé）MBR工法，不（bú）用沉澱池、汙泥濃（nóng）縮池、砂（shā）濾池等用地節省。更（gèng）大大（dà）去除（chú）COD與BOD。尤其對於

BOD去除率超顯著，20以下（xià）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（zhì）與水源保護區。

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

分類

在水（shuǐ）處理行業中，膜生物反應（yīng）器投入大規（guī）模實際應用，膜生物反應器依據（jù）膜組件，及原理有不同的分（fèn）類。下麵我們就來了解一（yī）下膜生物反應器分類。

從整體上來講，膜生物反應器分類有以下幾種：

膜分離（lí）生物反應器：膜分（fèn）離生物反應器用於汙水處理中的固液分離。

膜曝氣生物反應器：膜曝氣生物反應器中膜被用於氣體質（zhì）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（dà）大提高反應器的傳氧效率。

萃取膜生（shēng）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（guò）膜被（bèi）用於萃取特定的汙染物。

按照膜組件的（de）放置方式可分為：分體式和一體式膜生物反應器

分體式膜（mó）生物反應器（又稱（chēng）外置式膜生物反應器）是把生物反應器與（yǔ）膜組件（jiàn）分開放置，膜生物反應器的混合（hé）液經（jīng）增壓後進入膜組件（jiàn），在壓力作用（yòng）下混合液中（zhōng）的液體（tǐ）透過膜得到係統出水，活性汙泥則被截留（liú），並（bìng）隨（suí）濃縮液回流到生物反應器（qì）內。

一（yī）體式膜（mó）生物反應器（qì）（又（yòu）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（dào）過濾液，膜表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產（chǎn）生，設置（zhì）在膜的正下方，混合（hé）液隨氣流（liú）向上流動，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理技術與膜分離技術的有機結合。

按照（zhào）膜生物反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

好氧膜生物反應器一般（bān）用於城市和工業的（de）處理，好氧MBR用於城（chéng）市汙水處理通常是為了使（shǐ）出水（shuǐ）達到（dào）回用的目的（de），而用於處理工業的主要為了去（qù）除一些特別的汙染物，如油脂類（lèi）汙染物。

厭氧膜生物發生（shēng）器中（zhōng），通過膜的高效截留（liú），不僅解決了厭氧汙泥容易從膜生物（wù）反應器流失（shī）導致出水水質降低的問題，同時（shí）膜分離的作用還體現在對厭氧反應器的構造與處理（lǐ）效果的強化方麵。以UASB與膜單元（yuán）相結合（hé）為例，厭氧膜生物反應器不再需要設計的三相分（fèn）離器來實現固液（yè）氣（qì）的分離；而對於（yú）兩相厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中（zhōng）的產酸菌濃度增加，提（tí）高了水解發酵能力，同時膜將（jiāng）大分子有機物截留在（zài）產酸反應器中使水解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器（qì）廠用於高濃（nóng）度有機分水的處理效果（guǒ），由於膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧（yǎng）汙泥處於懸浮狀態，處理高濃度有機的厭氧膜生物反（fǎn）應器均采用分體（tǐ）式。

反應器特點

(1)出（chū）水水質好，穩定性高膜過渡出水使得膜（mó）生（shēng）物反應器內獲得比普通活性汙（wū）泥法高（gāo）得多的生物濃度（dù），極大地提高了生物降解能力和抗負荷衝擊能力（lì）。同時，汙泥停留時間較長，這也為難降（jiàng）解有機物分解菌和硝化（huà）菌等增殖速度（dù）慢的微生物得以在反應器內繁殖（zhí）富集，特別是對難（nán）降解有機物和氨氮的去除可以取得理想效果。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質的截留作用（yòng），能夠確保濾（lǜ）後出水在除菌、消除懸浮物（wù）和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地少膜生物反應器可（kě）以維持較高的（de）汙泥濃度，通（tōng）常（cháng）MLSS為8～20g/L，是傳統生物處（chù）理的2.5～5倍，同時係統省去了二沉池和汙泥回流設備，因而占地麵積省（shěng）。

(3)膜生物反應（yīng）器操作維護簡（jiǎn）單膜分離單元工（gōng）藝簡單，出水和運行不受汙泥泥膨脹等因素的影響，操作維護簡單方（fāng）便，且易於（yú）實（shí）現自動控製管理。

(4)膜生物反應器汙泥（ní）處水費（fèi）用低係統汙泥濃度高（gāo），泥齡（líng）長，這（zhè）意味著排泥量（liàng）少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這對（duì）後續的汙（wū）泥處理（lǐ）極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用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（yòng）水水質標準》，可直接用於綠化、衝洗、消（xiāo）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（xiàn）自動（dòng）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（chù）理與回用等方麵已得到了應用。

膜生物反應器（MBR）技術是膜分離技術（shù）與生物技術有機結合的（de）新（xīn）型廢水處理技術，它（tā）利用膜分離設備將生化反應池中的活性汙泥（ní）和大分子有機物截（jié）留住，省掉二沉池。膜-生物反應器工藝通過膜的分離技術大（dà）大強化了生物（wù）反應器的（de）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）可以分別控製。