在汙水處（chù）理，水資源再（zài）利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由（yóu）膜分離單元（yuán）與生（shēng）物處理（lǐ）單元相（xiàng）結合的新型（xíng）水（shuǐ）處理技術。

反應器介紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分（fèn）離技術與生物處理技術有機結合之新型態（tài）廢水處理係（xì）統。以膜組（zǔ）件取（qǔ）代傳統生物處（chù）理技（jì）術末（mò）端二沉池，在生物反應器中保持高活性汙泥（ní）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（bìng）通過保持低汙泥負荷減少剩餘汙泥量（liàng）。主要利用（yòng）膜分離設（shè）備截留水中的活性汙泥與大分子有機物。膜生物反應器（qì）係（xì）統內活性汙泥（ní）（MLSS）濃度可提（tí）升至8000~10,000mg/L，甚至（zhì）更高（gāo）；汙泥齡(SRT)可（kě）延長至30天以上。

膜（mó）生物反應器因其有效的（de）截留作用，可保留世代周（zhōu）期較長的微生物，可實現對汙（wū）水深度淨化，同時硝化菌在係統內能充分繁殖，其硝化效果明顯（xiǎn），對深度（dù）除磷脫氮提（tí）供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是一個缺水（shuǐ）國家,汙水處理及回用是開（kāi）發利用水資（zī）源的有（yǒu）效措施（shī）。汙水回用是將城市汙水（shuǐ）、工業汙水通過膜生（shēng）物反應器等設備處理之後,將（jiāng）其用於綠化、衝洗、補充觀（guān）賞水體等非飲用（yòng）目的,而將清（qīng）潔（jié）水用於飲用等高水質要求的用途。城市汙水、工業汙水就近可得（dé）,可免去長距離輸水，而實現就近（jìn）處理實現水資源（yuán）的充分（fèn）利用，同時汙水經過就近處理，也可防止汙水在長距離輸送過程中造成汙水滲漏，導致汙染地（dì）下水源。汙水（shuǐ）回用已經在世界上許多缺水（shuǐ）的地區廣泛采用（yòng）,被認為21世紀汙水（shuǐ）處理最實用技術。

組（zǔ）成部分

進水井

進水井裏設（shè）置溢流口（kǒu）和進水閘門，在來水量（liàng）超過係統（tǒng）負荷或者處理係統發生（shēng）事故的情況 下，關閉（bì）進水閘門，汙水直（zhí）接通過（guò）溢流口就近排（pái）入河道或者市（shì）政管網。

格柵

汙水中經常含有（yǒu）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（xì）統（tǒng）之外，因此在係（xì）統前設（shè）置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調（diào）節池

收集的汙水水量（liàng）和水質都是隨著時間變化的（de），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，因此在進入生（shēng）物處理係統前設計調節池。調節池內需要定期清理沉澱物。調節池（chí）一般設置溢流，在負荷過大的情況下，保證係（xì）統 的運行正常。

MBR反應池

在MBR反應池裏進行著有機（jī）汙染物（wù）的降解和泥水的分離。作為處理係統的核心部分，反應池裏麵（miàn）包括（kuò）微生物菌落、膜組件、集水係（xì）統、出水係統（tǒng）、曝氣（qì）係統。

消毒裝置

根據出水的（de）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良好，需（xū）要采用一定的（de）計量裝置（zhì）進行係統的參數控製。計量（liàng）控製儀器包括流量（liàng）計和水表等。

電控裝置

電控箱安（ān）裝於設備機房內。主要（yào）控製進水泵、風機（jī）和抽吸泵。控製有手動控製和（hé）自動控製兩種（zhǒng）形式。進水泵在PLC控製（zhì）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期間歇控（kòng）製，當（dāng）MBR反應池低水位時，抽吸泵自動停（tíng）止，以（yǐ）保（bǎo）護膜組器。

反應器工藝

膜生物反應（yīng）器(MBR)是楊造燕教授及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（shuǐ）生（shēng）物處理裝（zhuāng）置,該（gāi）技術被稱為"21世（shì）紀的水處理技術",該項（xiàng）目曾被列為國家八·五、九·五重點（diǎn）科技攻關項目（mù）並被國家列為"中國（guó）21世紀議程實施能力及可持續發（fā）展實用新技術",此項技術在國內處於領先水平,部分指標達到國際領先水平。

MBR是（shì）膜分離技術與生物（wù）處理法的高效結合,其起源是用膜分離（lí）技術取代活性汙泥法中的二沉（chén）池,進行固液分離。這（zhè）種工藝不僅（jǐn）有效地達到（dào）了泥水分（fèn）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（dì）進行（háng）固液分（fèn）離,其分（fèn）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（kě）直接回用,實現（xiàn）了汙水（shuǐ）資源化。

2、膜的高效截留作用,使微生物（wù）完全截留在生物反應器（qì）內,實現反（fǎn）應器水力停留時間(HRT)和汙泥齡(SRT)的完全分離,運行控製靈活穩定。

3、由於MBR將傳統汙水處（chù）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,因此可大幅減少（shǎo）占地麵積,節（jiē）省土建投資（zī）。

4、利於硝化細菌的截留和繁殖,係（xì）統（tǒng）硝化效率高（gāo）。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能（néng）。

5、由於泥齡可以非（fēi）常（cháng）長,從而大大提高難降解有（yǒu）機物的降解效率。

6、反應（yīng）器在（zài）高容積負荷、低汙泥負荷、長泥齡下運行,剩餘汙泥產量（liàng）極低,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（yóu）膜分離單元與生物處理單元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（yīng）器中保持高活性（xìng）汙泥濃度減少汙水處（chù）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（shù）相比，MBR具有以下主要特點：處理效（xiào）率高（gāo）、出水水質好；設備緊湊（còu）、占地麵積（jī）小；易實現自動控製、運行管理（lǐ）簡單。80年（nián）代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。膜生物（wù）反應器己應用於美國、德國、法國和埃及等十（shí）多個國家，規模從6m3/d至 13000m3/d不等。

我國對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（xìng）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（hé）的複合式工藝、兩相厭氧工藝；

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

（3）擴大MBR的應用範（fàn）圍，MBR的（de）研究對（duì）象（xiàng）從生活汙（wū）水擴展到（dào）高濃度有機廢水（食品（pǐn）廢水（shuǐ）、啤酒廢水）與難降解工業廢水（石化汙水、印染廢（fèi）水等），但以生活汙水的處（chù）理為主。

在我國，MBR同時應（yīng）用於生活汙水與工（gōng）業廢水處理的研究。 這些研究結果都（dōu）表明（míng）：MBR對各種高濃度有機廢水與難（nán）降解廢（fèi）水的COD，NH3-N.SS，濁（zhuó）度（dù）等（děng）都達到良好的去除效果。

我國人均水資源擁（yōng）有量僅為2250m3/人（rén）.年，不足世界平均水平的1/4。在我（wǒ）國600多（duō）個城市中，有300餘座城市缺（quē）水，真（zhēn）中嚴重缺水（shuǐ）城市有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（shuǐ）平（píng）的1/5，這一地區的所有城市幾乎（hū）都麵（miàn）臨缺（quē）水問題。因此汙水回用是（shì）緩解華北平原水危機的重要措施之一。膜生物反應（yīng）器技術以其優質的出水水質被認為是具有較好經濟、社會和環境效益的（de）節水技術（shù）而倍受關注。盡管（guǎn）還存在較高的運行費用（yòng）問題，但隨著膜製造技術的進步，膜質量的提高和膜製造成本的降低，MBR的投資也會隨之降低（dī）。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶瓷膜的開發（fā）等已使其成本比以往有（yǒu）很大降低。另一方麵，各種新型膜生物反應器的開發（fā）也使真（zhēn）運行費用大大降（jiàng）低，如在低壓下運（yùn）行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統（tǒng）的好氧加壓膜生物反應（yīng）器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜生物反應器在水處理中應用範圍必將越來越廣。在水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其（qí）巨大的發展潛力，將是新世紀替代傳（chuán）統廢水處理技術的有力競爭者。

技術優點

高MLSS與微濾膜過濾下，出水水質穩定,高品質。高容（róng）積負荷下，停留時（shí）間短，MBR流程較傳統係統簡單 ，占地（dì）麵積減小完全取代沉澱池、砂濾單（dān）元，占地麵積較傳統方式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達（dá）10000mg/L以上，耐負荷衝擊能力強，有效處理高濃度有（yǒu）機廢（fèi）水在微濾膜（mó）過濾下，分離效果遠優於傳統沉澱池（chí）及砂濾等處（chù）理單（dān）元，出水水質良好穩定，懸浮物和濁度低，一般低汙（wū）染（rǎn）度市政廢水處理後，可直接做（zuò）為中水道用水或現場資源回（huí）收水使用有利於增殖緩慢的硝化細（xì）菌的截留、生長（zhǎng）和繁殖，係統的硝化效率得以提高，A/O反應下（xià）具高效脫 氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨氮與（yǔ）磷，尤其適用於水質管製區內使用微濾膜可攔除大部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在池內,可取得較長（zhǎng）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（shàng） 。低廢棄汙泥量低於（yú）傳統活性汙泥法、排泥（ní）周期長、操作彈（dàn）性大，生物膜管係統屬於絕對過（guò）濾（lǜ）係（xì）統及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢水（shuǐ）係（xì）統PLC控製設計，操作維護（hù）容易，可實現自動化控製，便於管理高生物汙泥（ní）操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可（kě）減少生物（wù）好氧汙泥池之體積 可作（zuò）封（fēng）閉式設計，低公（gōng）害，低噪音，低臭味膜分離（lí）大大提（tí）高了汙水的大分子難降解的物質（zhì）處理效率標準移動（dòng）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（chǎng）進（jìn）行改造，僅需增設MBR膜組設備。

原有（yǒu）程序加入（rù）MBR程（chéng）序

流程變動原程序中有沉澱池兩座、快混池（chí）、慢混池、加壓浮除、上流式（shì）過濾一組、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，置入（rù）MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理水質更（gèng）佳 原先至加壓浮除後排（pái）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（shuǐ）質（zhì）：

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（yǔ）機械眾多，人員操作技術性與複雜度高。所需人力（lì）多。 由MBR池取代後，反洗由（yóu）PLC自動控製。化學洗程序單純，各組（zǔ）分別實施。人員（yuán）操作管理極容易。

設置成本池（chí）體多、機械多由原有沉澱池體空間運用。

耗材由於（yú）機械眾多，複雜，耗材數量大。也必須活化或更新活（huó）性炭。機械（xiè）數量少，形式單純

總述

膜

膜生物反（fǎn）應器的材料分為有機膜和無（wú）機膜（mó）兩種。膜生物反應器曾遍采用有（yǒu）機膜，常用的膜（mó）材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式膜生物反應器通常采用超濾膜組件，截留分子量（liàng）一（yī）般在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（dà）。

操作方式

當（dāng）膜選定後，其物化性（xìng）質也（yě）就確定了，因此，操作方式（shì）就（jiù）成為影響膜生物反應器膜（mó）汙染的主要因（yīn）素。不僅汙泥濃度（dù）、混合液粘度等影響膜通量，混合（hé）液本身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生（shēng）物相也影響（xiǎng）膜生物反應器膜（mó）通量的衰減。有（yǒu）研究表明：粉（fěn）末活性炭（PAC）與絮凝劑的加（jiā）入有助於改善泥水分離性能，形成體積（jī）更大、粘性更小的汙泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮（xù）凝劑的過（guò）量加人會造成汙泥活性受到限製，影響反應器的（de）處理能力和處理效果。

水力學特性

改善膜麵（miàn）附近料液的流體力學條（tiáo）件，如提高流體的（de）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，一般均采用錯流過濾的方式；而一體式膜生物反（fǎn）應器實質上是一（yī）種死端過濾方式。與（yǔ）死端過濾相比（bǐ），錯（cuò）流過濾更有助於防止膜麵沉積汙染（rǎn）。因此設計合理（lǐ）的流道結構，提高膜間液體上升流速，使（shǐ）較大的暖氣量起到了衝刷膜表（biǎo）麵的錯流過濾效果對於（yú）淹沒式（shì）膜生物反應器顯得尤為重要。

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、高濃度有機等之廢水處理、汙（wū）水廠製程（chéng）改善，逆滲透係統之前處理、汙水回收、大型市政廢水處理及再利（lì）用、社區生（shēng）活中水回（huí）用、辦公大樓中（zhōng）水（shuǐ）回用（yòng）、餐廳或風景區廢水處理及再利用、地表水淨化處理、洗車（chē）廠船舶（bó）汙水回收（shōu）再利用、放流水直（zhí）接過濾，完全取代砂濾。

操（cāo）作省人力、逆洗超快、無逆洗水（shuǐ）出現…。降低SS保證至（zhì）10以下（xià），但往往逼近0

取代傳統（tǒng）RO前處理。取代純水製造的前處理。

地下水（shuǐ）砂粒過濾。

配合MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮池、砂濾池等用地節省。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A/O、A2/O工藝，可大（dà）舉降低氮與磷，適用在水（shuǐ）質與水源（yuán）保護區。

在歐、美、大陸蓬勃發展，大（dà）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，膜生物反應器投入大規模實際應用，膜生物反應器依據膜組件，及原理有不同的分類。下（xià）麵（miàn）我們就來（lái）了解一下膜生物反應器分類。

從整體上（shàng）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（qì）用於汙水處理（lǐ）中的固液分離。

膜曝氣生物反應器：膜曝氣（qì）生物反應器中膜被用於（yú）氣體質量傳遞（dì），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效率。

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

按照膜（mó）組件的放置方式可分為：分體式和一體式膜生物反應器（qì）

分體式（shì）膜生物反應器（又（yòu）稱外置式膜（mó）生物反應器）是把生物（wù）反應（yīng）器與膜組件分開放置，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）下混合液中的液體透過膜（mó）得到係統出水，活性汙泥則被截留，並隨濃縮液回（huí）流到生物反（fǎn）應器內。

一體式膜生物反應器（qì）（又稱（chēng）內置式膜生物反應（yīng）器）則直接將膜組件（jiàn）置於反應器內，通過的抽吸得到過濾（lǜ）液，膜表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方（fāng），混合液隨氣流向上流動，在膜表麵產生剪切（qiē）力，以減少（shǎo）膜的汙染。一體式膜生物反應器工藝是汙（wū）水生物處理技術與膜分（fèn）離技術的有機結合。

按照膜生物反（fǎn）應器是否需氧：可（kě）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（gōng）業的處（chù）理，好氧MBR用於城市汙水處理通常是為了使出水達到回用的目的，而（ér）用於（yú）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。

厭氧膜生物發生器中，通過膜的高效截留，不僅（jǐn）解決了厭氧汙泥容易從膜生物反應器流失導致出水水質降低（dī）的問題，同時膜分離的作用（yòng）還體現在對厭氧反（fǎn）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（wù）反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（yàn）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，提高了水解發酵能力，同時膜將大分子有機物截留在產酸反應器中使水解發酵，因此保持較（jiào）高（gāo）的酸化率。厭氧膜生物反應器廠（chǎng）用於高濃度有機分水的處理效果，由於膜生物反應器缺少（shǎo）曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸（xuán）浮（fú）狀態，處理高濃度有（yǒu）機的厭氧膜生物（wù）反應器均采用分體式（shì）。

反應器特點

(1)出水水質好，穩定性高膜過渡（dù）出水使（shǐ）得膜生（shēng）物反（fǎn）應器內獲得比（bǐ）普通活性汙泥（ní）法高（gāo）得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和（hé）抗（kàng）負荷衝擊能力。同時，汙泥停留時間較長（zhǎng），這（zhè）也（yě）為難降（jiàng）解有機物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（tè）別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取得理想效果（guǒ）。另一方麵，膜生（shēng）物反應器膜分離對（duì）小於膜孔（kǒng）徑有機（jī）大分子物質的截留（liú）作用，能夠確保濾後出（chū）水（shuǐ）在除（chú）菌、消除懸浮物和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地少膜生物反（fǎn）應器可以維持（chí）較高的汙泥濃（nóng）度（dù），通常MLSS為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（huí）流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物反（fǎn）應器操作（zuò）維護簡（jiǎn）單膜分離單元工藝（yì）簡單，出水和運行不受汙泥（ní）泥膨脹等因素的影響，操作維護簡單方便，且易（yì）於實現自動控製管理。

(4)膜生（shēng）物反應器汙泥處水費用低係（xì）統汙泥（ní）濃度高，泥齡長，這意味著（zhe）排泥量少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這對後續（xù）的汙泥處（chù）理極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用於城（chéng）市汙（wū）水的回收淨化，汙水經MBR處理後，出水水（shuǐ）質已達到建設部《生活雜用水水質（zhì）標準》，可直接用於綠化、衝洗、消（xiāo）防、樓房（fáng）中水回用補充觀賞水體等非飲（yǐn）用水的目的（de），MBR具有實現自動控製和操作管理方便等優點，因此在城市汙水和工業廢水處理與回用等方麵已得到了應用。

膜生物反（fǎn）應器（MBR）技（jì）術是膜分離技術與生物技（jì）術有機結合的新型廢水處理技術，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器工藝（yì）通過膜的分離技術大大強（qiáng）化了生物反應器的功能，使活性汙泥濃度大大提（tí）高，其（qí）水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。