在汙水處理，水資源再利（lì）用（yòng）領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種（zhǒng）由膜（mó）分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技（jì）術。

反應器介紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜（mó）分離技術與生物處理（lǐ）技術有機結合之新型態廢水處理係統。以膜（mó）組件取代傳統生物處理技術末端二沉池（chí），在生物反應器中保持高活（huó）性汙泥濃度，提高生物處（chù）理有機（jī）負荷，從而減少汙水處理設施（shī）占地麵積，並通過保（bǎo）持低汙泥負荷減少剩餘汙泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性汙泥與大分子有機物。膜生物反應器（qì）係統內活性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更（gèng）高；汙泥齡(SRT)可延長（zhǎng）至30天（tiān）以上。

膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長的微（wēi）生物，可實現對汙（wū）水深（shēn）度淨化，同時硝化（huà）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。

反應器用途

汙水處理:中國是一（yī）個缺（quē）水國家,汙水處理及回用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（qì）等（děng）設備處理（lǐ）之後,將其用於綠化、衝洗、補充（chōng）觀賞水體等非飲（yǐn）用目的,而將清潔水用於飲用等高水質要求的用途。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（de）充分利用，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（yuán）。汙水回用已經（jīng）在世界上許多缺水（shuǐ）的地區廣泛采用,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（yì）流（liú）口和進水閘（zhá）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，關閉進水閘門，汙（wū）水直接通過溢（yì）流口就近排（pái）入河道或（huò）者市政管網。

格柵

汙水（shuǐ）中經常含（hán）有大量雜物，為了保證MBR係統的正常運行（háng），必須將各種纖維、渣物、廢（fèi） 紙等雜物攔截在（zài）係統之外，因此在係統前設置格柵,定期將柵（shān）渣清理幹淨。

調節（jiē）池

收集的汙水水量和（hé）水質都是隨著時間變化的，為了保證後（hòu）續處理係統的正常運（yùn）行（háng），降低 運行負荷，需（xū）要對汙水的水量和水質進行調解，因此在進入生物處理係統前設計調節池。調節池內需要定期清理沉澱物。調節池一（yī）般設置溢流，在負荷過大的（de）情況下（xià），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（jiàng）解和泥水的分離（lí）。作為處理係統的（de）核（hé）心部分，反應池裏麵包括微生（shēng）物菌落、膜組（zǔ）件（jiàn）、集水（shuǐ）係統、出水係統、曝氣係統。

消（xiāo）毒裝置

根據出水的要求，係（xì）統設計有消毒裝置，可自動控（kòng）製加藥量。

計量裝置

為了能夠保證係統運行良好，需要采用（yòng）一定的計量裝置進行係（xì）統的參數（shù）控製（zhì）。計量控製儀器包括流量計和水表等。

電控裝置

電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。控製有手動控製和自動（dòng）控製兩種形式。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期（qī）間歇控（kòng）製，當MBR反（fǎn）應池低水位時，抽（chōu）吸泵自動停止，以保（bǎo）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10年時間研究開發（fā）出來的新型汙水生物處理裝置,該技術被稱為"21世紀的水處理技術",該項目曾被列為（wéi）國家八·五、九·五重點（diǎn）科技攻關項目並被國家列為"中國21世紀議程實（shí）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,部分指標達到國（guó）際領先水平。

MBR是膜分離技術與（yǔ）生物處理法的高效結合,其起源是用膜分離技（jì）術取代活性汙泥法（fǎ）中的二沉池,進行（háng）固（gù）液分（fèn）離。這種工藝不僅有效地達（dá）到了泥水分離的目的,而且具有汙（wū）水三級處理傳統工藝不可（kě）比擬的優點:

1、高（gāo）效地進（jìn）行固液分離,其分離效果遠好於傳統的沉澱（diàn）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,實現了汙水資源化。

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

3、由於MBR將傳統汙水處理的（de）曝氣池與二沉（chén）池合二為一,並（bìng）取代了三級處理的全部工藝（yì）設施,因此可大幅減少占地（dì）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。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以非常長,從而大大提高難降解（jiě）有機物的降解效率。

6、反應器在高容積負荷、低汙泥負（fù）荷（hé）、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（mó）生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與（yǔ）生物（wù）處理單元相結合的新型水（shuǐ）處理（lǐ）技（jì）術，以膜組件取代二沉池在生物（wù）反應器中保持高活（huó）性汙泥濃度減少（shǎo）汙水（shuǐ）處理設施（shī）占地，並通（tōng）過保持（chí）低汙泥負荷（hé）減（jiǎn）少汙泥量。與傳統的（de）生化水（shuǐ）處理技術相（xiàng）比，MBR具（jù）有以下主要特點：處理效率高、出水（shuǐ）水質好（hǎo）；設備（bèi）緊湊、占地（dì）麵積小；易（yì）實現自動控製、運行（háng）管理簡單。80年代以來，該（gāi）技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一（yī）。膜生物反應器己應用於美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規模從（cóng）6m3/d至 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MBR的研究大致可分（fèn）為幾個方麵：

（1）探索不（bú）同生物處理工藝（yì）與膜分離單元的組合形式，生物反應處理工藝從活性汙泥法擴展到接觸（chù）氧化法、生物膜法、活性汙泥與生物（wù）膜相結（jié）合的複合式工藝、兩相厭氧（yǎng）工（gōng）藝；

（2）影響處理效果與膜汙染的因素、機理及數學模型的研究，探求合適的操作條件與工藝參數（shù），盡（jìn）可能減輕膜汙染，提（tí）高膜組（zǔ）件的處理能力和運行穩定（dìng）性；

（3）擴大MBR的應用範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴展到高濃度（dù）有機廢水（食（shí）品廢水、啤酒廢水）與難降解工業（yè）廢水（石化汙水、印染廢水（shuǐ）等），但以（yǐ）生活汙水的處理（lǐ）為主。

在我（wǒ）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（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，濁度等都達到良好的去除效果。

我國人均水（shuǐ）資源擁有量僅為（wéi）2250m3/人.年，不足世界平均（jun1）水平的（de）1/4。在我國600多個城市中，有300餘座（zuò）城市缺水，真中（zhōng）嚴重缺水城市（shì）有100餘個，年缺水量近60億m3，每年（nián）因缺水（shuǐ）造成經濟（jì）損失約2000億元人民幣。華北地區人均水（shuǐ）資源（yuán）占有量隻有250—480m3/人.年，低於全國人均（jun1）水平（píng）的1/5，這一地區的（de）所有城（chéng）市幾乎（hū）都麵臨缺水問題。因此汙水回用是緩解華北（běi）平原（yuán）水危（wēi）機的重要措（cuò）施之一。膜生物反（fǎn）應器技術（shù）以其優質的出水水質被認為是具有（yǒu）較好經濟（jì）、社會和環（huán）境效益的節水技術而倍受關注。盡管（guǎn）還存在較（jiào）高的（de）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（dī），MBR的投資也會隨之（zhī）降低。如聚乙烯中空纖維（wéi）膜，新型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（gè）種新（xīn）型膜生物反應器的開發也使真運（yùn）行費用大大降低，如在低壓下運（yùn）行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓膜（mó）生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜生（shēng）物反（fǎn）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已顯示出其巨大的（de）發展潛力，將是新世紀替代傳統廢水處（chù）理技術的有力競爭者。

技術（shù）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，停留時間短，MBR流程較傳統係統簡單 ，占地麵積減小完全取（qǔ）代（dài）沉澱池、砂濾單元，占地麵積較傳統方式節省30%，

反（fǎn）應池內MLSS濃（nóng）度可達10000mg/L以上，耐負荷衝擊能力強，有效處理高（gāo）濃度有機廢水在微濾膜過濾下，分離效果遠（yuǎn）優於傳（chuán）統沉澱（diàn）池及砂濾等處理單元，出水水質良好穩定，懸（xuán）浮物和濁度低，一般（bān）低汙染度市政廢水（shuǐ）處（chù）理後，可直接做為中水道用水或現場資源回收水使用有利於增殖緩慢的（de）硝化細菌的（de）截（jié）留、生長和繁殖，係統的硝化效率得（dé）以提高，A/O反應下具高效脫 氮（dàn）的功能（néng）。A/O、A2O法可有（yǒu）效去（qù）除氨氮與磷，尤其適用於水質管製區內使用微濾膜（mó）可攔除大部分細菌等微生物，減少消毒（dú）藥劑添加（jiā）量（liàng）及（jí）獲得（dé）安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在池（chí）內,可取得較長的SRT高（gāo）汙泥齡之運轉下,在（zài）生物自解下汙泥量減少1/2以（yǐ）上 。低廢棄汙泥量低於（yú）傳統活性汙泥法（fǎ）、排泥周期長、操作彈性大，生物膜（mó）管係統屬於絕對過（guò）濾係統及高MLSS,可輕易克服變異性大（dà）之廢（fèi）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（guǎn）理高生物汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可（kě）減少生物好氧汙泥（ní）池之體積 可作封閉（bì）式設計，低公害，低噪（zào）音，低臭味（wèi）膜（mó）分（fèn）離大大提高了汙水的大分子難降解（jiě）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水處（chù）理（lǐ）廠進（jìn）行改造，僅需增設MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序（xù）

流程變動原程序中有沉澱池（chí）兩座、快混池、慢混池、加壓浮除（chú）、上流式過濾一組（zǔ）、活性炭（tàn）塔（tǎ）兩座等程序。幾（jǐ）乎可全被MBR持取代。 將其中一（yī）池沉澱（diàn）池改為平底，置入MBR模組。即可取（qǔ）代（dài）原有（yǒu）其他程序（xù）。

處理水（shuǐ）質更佳 原先至加壓浮（fú）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（zhòng）多，人員（yuán）操作技術性與複雜度高。所需人力多。 由（yóu）MBR池取代後，反洗由PLC自動控製。化學（xué）洗程（chéng）序單純，各組分別實施。人（rén）員操作管（guǎn）理極容易。

設置成本池體多、機械多（duō）由原有沉澱（diàn）池體空間運用。

耗材由於機械眾多，複雜，耗材數量大。也必須活化或（huò）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（mó）生物反應器曾遍采用（yòng）有機膜，常用的膜材料為聚乙烯、聚丙烯等。分（fèn）離式膜生物反應器通常采用超濾膜組件，截留分子（zǐ）量一般在2—30萬（wàn）。膜生（shēng）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（wèi）必越大。

操作（zuò）方式

當膜選定後，其（qí）物化性質也就確定了，因此（cǐ），操作方式就成為影響（xiǎng）膜生物（wù）反應器膜汙染的（de）主（zhǔ）要因素。不（bú）僅汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量（liàng），混合液（yè）本身的（de）過濾性能，如活性汙泥性狀、生物相也影響膜（mó）生物反應器膜通量的衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於改善（shàn）泥水分離性能，形成體積更大、粘性更小的汙泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量（liàng）加人會（huì）造成汙泥活性（xìng）受到限製，影（yǐng）響反應器的處理能（néng）力和處理（lǐ）效果。

水力（lì）學特性

改善（shàn）膜麵附近料液的流體力學條件，如提高流體的進水流速，減少濃差極化，使被截留的溶質及（jí）時被帶走。分離式膜（mó）生物反應器中，一般均采用錯流過濾的方式；而一體式膜生物反應器實質上是一種死端過濾方式。與（yǔ）死端過濾相比，錯流過濾更有助於防止膜麵沉積汙染。因此設（shè）計（jì）合理（lǐ）的流道結構，提（tí）高膜間液體上升流速，使較大的暖氣量起到了衝刷（shuā）膜（mó）表麵的錯流過濾效果對於淹沒式膜生（shēng）物反應器（qì）顯得尤為重要。

應用（yòng）領域

各類飲料工廠、酒廠、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮革、紙漿廠、製藥業、高濃（nóng）度有機等之廢水處理、汙水廠製程改善，逆滲透係統之前處（chù）理、汙水回收、大型市（shì）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、地表水淨化處理、洗車廠船舶汙水回收再利用、放（fàng）流水直接過（guò）濾，完全取代砂濾。

操作省人力（lì）、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。取代純水製造的前處理。

地下水砂粒過（guò）濾。

配合MBR工（gōng）法，不用沉澱池、汙泥濃縮池、砂濾池（chí）等用地節省。更大大去除COD與BOD。尤其（qí）對於

BOD去除（chú）率超顯（xiǎn）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（shuǐ）質（zhì）與水源保護（hù）區。

在歐、美（měi）、大陸蓬勃（bó）發展，大（dà）家都在腦力激蕩，如何配套使用。如（rú）：養殖業淨水、采礦業、飲水（shuǐ）機等等。變形的中（zhōng）空纖維膜應用，如雨後春（chūn）筍。

分類

在水處理行業中，膜生物反應器（qì）投入大規模實際應用，膜生物反應器依（yī）據膜組件，及原（yuán）理有不同的分（fèn）類。下（xià）麵我（wǒ）們就來了解一下（xià）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（shēng）物反應器：膜分離生物反（fǎn）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（qì）中膜（mó）被用於氣（qì）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（pào）曝氣（qì），大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（wù）反應器主要用於工業中優先汙染物的處理，選（xuǎn）擇性透（tòu）過膜被用於萃（cuì）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（yī）體式膜生物反應器

分體式膜生物反應器（又（yòu）稱外置式膜生物反（fǎn）應器）是把生物反應器與（yǔ）膜組件分（fèn）開放置，膜生（shēng）物反應器的混合液經增壓後進入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜（mó）得（dé）到係統出水，活性汙泥則被截留（liú），並隨濃（nóng）縮液回流到生物反（fǎn）應器內。

一體式膜生物反應器（qì）（又稱內（nèi）置式膜生物反應器（qì））則直接將膜組件置於反應器內，通過的抽吸得到過濾液，膜表麵清洗所需的錯（cuò）流由空氣攪動產生，設置在膜的正（zhèng）下方，混（hún）合液隨氣流向上流動，在膜表麵產生剪切力，以減少膜的（de）汙（wū）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離（lí）技術的有機結合。

按（àn）照膜生（shēng）物（wù）反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

好氧膜生物反應器（qì）一般用於城（chéng）市（shì）和工業的處理，好（hǎo）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，而用於處理工業（yè）的主要為了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（xiào）截留，不僅解決（jué）了厭（yàn）氧汙泥容易從膜生物反應器流失導致（zhì）出水水質降低的問題，同時膜分離的作（zuò）用還體現（xiàn）在對（duì）厭氧反應器的構造（zào）與處理效果的強化方麵。以UASB與膜單元（yuán）相結合為例，厭氧膜生物反應器不再需（xū）要設計的三相分離器（qì）來實現固液氣的（de）分（fèn）離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反應氣中（zhōng）的產酸菌濃度增（zēng）加，提高了水解發酵能力，同（tóng）時膜將大分子（zǐ）有機（jī）物截留在產酸反應器中使水解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應（yīng）器廠用於高濃度有機分水的處理效果，由（yóu）於膜生物反應（yīng）器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸浮（fú）狀態，處理高濃度有機的厭氧膜（mó）生物反（fǎn）應器均（jun1）采用分體式。

反應器特（tè）點

(1)出水（shuǐ）水質好，穩定性高膜過（guò）渡出水使得膜生物反應器內獲得（dé）比普通活性汙泥法高得多的（de）生物濃度，極大地提高了生（shēng）物降解能力和抗負（fù）荷衝（chōng）擊能力。同時，汙泥停留時間較長，這也為難降解（jiě）有機物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以（yǐ）在反應（yīng）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有（yǒu）機大分子物質（zhì）的截留作用，能夠確保濾後出水（shuǐ）在除菌、消（xiāo）除（chú）懸浮物和降低（dī）BOD方麵很穩定。

(2)占（zhàn）地少膜生（shēng）物反應器可（kě）以維持較高的汙泥（ní）濃度（dù），通常MLSS為8～20g/L，是（shì）傳（chuán）統生物處理的2.5～5倍，同時係（xì）統省去了二沉（chén）池和汙泥（ní）回流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物（wù）反應器操作維護簡單膜分（fèn）離單元工藝簡單，出水和運行不受汙泥泥膨脹等因素的（de）影（yǐng）響，操作維護簡單方便，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（dù）高，泥齡長，這意味著排泥量少，產泥量（liàng）僅（jǐn）占傳統工藝的30%，這對後續的汙（wū）泥（ní）處理極為有（yǒu）利。

膜生物反應（yīng）器(MBR)主要（yào）應用於城市汙（wū）水的回收（shōu）淨化（huà），汙水經MBR處理後，出水（shuǐ）水質已達到建設部《生活雜用水水質標準》，可（kě）直接用於綠化、衝（chōng）洗（xǐ）、消防、樓房中水回用補充觀賞水體等非飲用水的目的，MBR具有實現自動控製和操作管理方便等優點，因此在城市（shì）汙水和（hé）工業廢水（shuǐ）處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（jì）術與生物技術有機結（jié）合的新型（xíng）廢水處理技（jì）術，它利用膜（mó）分離設備將生化反應池（chí）中（zhōng）的活性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜（mó）-生物反應器工藝通過（guò）膜的分離技術大大強化（huà）了生物（wù）反（fǎn）應器（qì）的功（gōng）能，使活性汙泥（ní）濃度大大提高，其水力停留時間（HRT）和（hé）汙泥停留時間（SRT）可（kě）以分別控製。