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

反應器介紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物（wù）處理（lǐ）技術有機結合之新型態廢水處理係統。以膜組件（jiàn）取代傳統生物處（chù）理技術末端二沉池，在（zài）生物反應器中保持高活性汙泥濃度，提高生（shēng）物（wù）處理有機負荷，從而減少汙水處理設施占地麵積，並通過保持低汙泥負荷減（jiǎn）少剩餘汙泥量。主要利（lì）用膜分（fèn）離（lí）設備截（jié）留水中的（de）活性汙泥與大分子有機物。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（kě）保留世代周（zhōu）期較長的微生物（wù），可實現對（duì）汙水深度淨化，同時硝化菌在係統內能充分繁殖，其硝化效（xiào）果明（míng）顯（xiǎn），對（duì）深度除磷脫氮提供可能。

反（fǎn）應器用（yòng）途

汙水處理:中國是一個缺水國家,汙（wū）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（tōng）過膜生物反應器等設備處理之後,將其用於綠化、衝洗、補（bǔ）充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水用於飲用等高水質要求的用（yòng）途。城市汙水、工（gōng）業汙水就近可得,可免去長距離輸（shū）水，而實現就（jiù）近處理實現水資（zī）源的充分利用，同時汙水經過就近處理（lǐ），也可防止汙水在長距離輸送過程中（zhōng）造成汙水滲漏，導致汙染地下水源。汙水回用已（yǐ）經在世界上許多缺水的地區廣泛采用,被認為21世紀汙水處理最（zuì）實用技術。

組成部分

進水井

進水井裏設置溢流口和（hé）進水閘門，在來（lái）水量超（chāo）過係統負荷或（huò）者處理係統發生事（shì）故的情況 下，關閉進水閘門，汙水直接通過溢流口（kǒu）就近排入河（hé）道（dào）或者市政管網。

格柵

汙水中經常含有大量雜物，為了保證MBR係統的正常運（yùn）行（háng），必須將（jiāng）各種纖維（wéi）、渣物、廢 紙等雜物攔截在係統之外（wài），因此（cǐ）在係統前設置格（gé）柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節池

收集（jí）的汙水（shuǐ）水量和水質都是隨著時間變化的，為了保證後續（xù）處理係（xì）統的正常（cháng）運（yùn）行（háng），降（jiàng）低 運行負（fù）荷（hé），需要對汙水的（de）水量和水質進行（háng）調解，因此在進入生物處理係統前設計調節池。調節池（chí）內需要定期清理沉澱物。調節池一般設置溢（yì）流，在負荷過大的情（qíng）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（jiàng）解和泥（ní）水（shuǐ）的分離。作為處理係統（tǒng）的核心部分，反應（yīng）池裏麵（miàn）包括微生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統、曝氣（qì）係統。

消毒裝置（zhì）

根據出水（shuǐ）的要求，係（xì）統設計有消毒裝置，可（kě）自動控製加藥量。

計量裝（zhuāng）置

為了能夠保證係統運行良好，需（xū）要（yào）采用一定的計量裝置（zhì）進行係統的參數控製。計量（liàng）控製儀器包（bāo）括流量計（jì）和水表等。

電（diàn）控裝置

電控箱安（ān）裝於設備機房內（nèi）。主要控製進水泵、風機（jī）和抽吸泵。控（kòng）製有手動控製和自動控製兩種形式。進水泵在PLC控製下，根據各反應池水位情況，自動運行。抽（chōu）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（kē）研小組曆（lì）經10年時間研究開發（fā）出來（lái）的新型汙水生（shēng）物處（chù）理裝置,該技術被稱為"21世紀的（de）水處理技術",該項目曾被列為國家八·五（wǔ）、九·五重點科技攻關項目（mù）並（bìng）被國家列為"中（zhōng）國21世紀議程實施能力（lì）及可持續發展實用新（xīn）技術",此項技術在國內（nèi）處於領先水平,部分指標達到（dào）國際領先水平（píng）。

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（jì）術取代活性汙泥法中的（de）二沉池,進行固液分（fèn）離。這種工藝不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（tǒng）工藝（yì）不可比擬的優點:

1、高（gāo）效地進行固液分離,其分離效（xiào）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（jìn）於（yú）零,可直接回用,實現了汙水資源化。

2、膜（mó）的高效（xiào）截（jié）留作用,使微生物（wù）完全截留在生（shēng）物反應器內,實現反應器水（shuǐ）力停留（liú）時間(HRT)和汙泥齡(SRT)的完全分離,運行（háng）控製靈活穩定。

3、由於MBR將傳統汙水處理的曝（pù）氣池與（yǔ）二沉池合二為一,並取代（dài）了三級處（chù）理的全部工藝設施,因此可大幅減少占地麵積,節省土建投資。

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

5、由於泥（ní）齡可以非常長（zhǎng）,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反應器在高容積負荷、低汙泥負荷、長泥齡下運（yùn）行,剩餘汙泥產量（liàng）極低,由於泥齡可（kě）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（lǐ）方便（biàn）

膜生物反應（yīng）器（MBR）是一種（zhǒng）由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜（mó）組件取代二沉池在生物反應器中保持高活（huó）性汙泥（ní）濃度減少汙水處理（lǐ）設施占地，並通過保持低汙泥負荷（hé）減少汙泥量。與傳統的生（shēng）化水處理技術相比，MBR具有以下主要特（tè）點：處理效率高（gāo）、出水水質好；設備緊湊、占地麵積小；易（yì）實現自動控（kòng）製、運行管理簡單。80年代以來（lái），該技術愈來愈受到重視，成為研（yán）究的熱點之一。膜生物反應器己應用於美（měi）國、德國、法國和埃及等十多個國家（jiā），規模從6m3/d至 13000m3/d不等。

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

（1）探索（suǒ）不同生（shēng）物處理工藝與膜分離單元的（de）組合形式，生物反應處理工藝從活性汙泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性汙（wū）泥與生物膜相結合的複（fù）合式工藝、兩相厭（yàn）氧工藝；

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

（3）擴大（dà）MBR的應用範圍，MBR的研究對象從生活（huó）汙水擴展到高濃度有機廢水（食（shí）品（pǐn）廢水、啤（pí）酒廢水）與難降解工業廢水（石化（huà）汙水、印染廢水等），但以生活汙水（shuǐ）的處理為主。

在我國（guó），MBR同時應用於生活汙（wū）水與工業廢水處理的研（yán）究。 這（zhè）些研究結（jié）果都表明：MBR對各（gè）種（zhǒng）高濃（nóng）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2250m3/人.年，不足世（shì）界平均水平的1/4。在我國600多個城市中，有300餘座城市缺水，真中嚴重缺水城市有100餘個，年缺水量近60億m3，每年因缺水造成經濟損失約（yuē）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，低（dī）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（quē）水（shuǐ）問題。因此汙水回用是緩解（jiě）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（yōu）質的出（chū）水水質被認為是（shì）具有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而倍受（shòu）關注。盡管還存（cún）在（zài）較高的運行費用問題，但隨著膜製（zhì）造技術的進步，膜質量的提高和（hé）膜製造成本的（de）降低，MBR的投資也會隨之（zhī）降低。如聚（jù）乙烯中空纖維膜，新型（xíng）陶瓷膜的開發等已使（shǐ）其成本比以（yǐ）往（wǎng）有很大降低。另一方麵，各種新型膜生物反應器的開發也（yě）使真運行費用大大降低，如在低壓下運行（háng）的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓膜生物反應器相比，其運（yùn）行費用大幅度下降。因此，從長（zhǎng）遠的觀點來看，膜（mó）生物反應器在水處理中應（yīng）用範圍必將（jiāng）越來越廣。在水環境標（biāo）準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的發展潛力，將是新世（shì）紀替代傳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。高容積負荷下，停留時間短，MBR流（liú）程較傳統係統簡單 ，占地麵積減小完全取（qǔ）代沉澱池、砂濾單元，占地麵積較傳（chuán）統方式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐（nài）負荷衝擊能力強（qiáng），有效處（chù）理高濃度有機廢水（shuǐ）在微濾膜（mó）過濾下，分離效果遠優於傳統沉澱池及砂濾等處理單元，出水水質良好穩定，懸浮物（wù）和濁（zhuó）度低，一般低汙染度市政廢水處（chù）理後，可直接做為中（zhōng）水道用水或現場（chǎng）資源回收水使（shǐ）用有利於（yú）增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，係統的硝化效率得以提高，A/O反（fǎn）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（qí）適用於（yú）水質管（guǎn）製區內（nèi）使（shǐ）用微濾膜（mó）可攔（lán）除大（dà）部（bù）分細菌等微生物，減（jiǎn）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（jiào）長的SRT高汙泥齡之運（yùn）轉下,在生物自解下汙（wū）泥量減（jiǎn）少1/2以上 。低廢棄汙泥（ní）量低於傳統（tǒng）活性汙泥法、排泥周期長、操作彈（dàn）性大，生物膜管係統屬於絕對過濾（lǜ）係統及高MLSS,可輕（qīng）易克服變異性大（dà）之廢水係（xì）統PLC控（kòng）製設計，操作維護容易，可實現自動化控製，便於管理高生物汙泥操作（zuò）濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙（wū）泥池之體積（jī） 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭味膜（mó）分離大大提高了汙水的大分（fèn）子難降解（jiě）的物質處理效率標準移動式模（mó）組化設計，快速（sù）簡單的安裝（zhuāng），易於分期擴充適用於對於（yú）舊有汙水處理廠進行改（gǎi）造，僅需（xū）增設MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序

流程變動原（yuán）程序中有沉澱池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除（chú）、上流式過濾（lǜ）一組、活性炭塔兩座等程序（xù）。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一池沉澱池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理（lǐ）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（chéng）本更低 原先程序複雜，池體與機（jī）械眾多，人員操作技術性與複雜度（dù）高。所需人力多。 由MBR池取代（dài）後，反洗由PLC自動控製（zhì）。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（chéng）本池體多、機械多由原有沉澱池體空間運用。

耗材由於機械眾多，複雜，耗材數量大。也必（bì）須（xū）活化（huà）或更新活性炭（tàn）。機械數量少，形式單純

總述

膜

膜生物反應器的材料分（fèn）為有機膜和無機膜兩種（zhǒng）。膜生物（wù）反應器曾遍采用有機膜，常用的膜材料為聚乙烯、聚丙烯等（děng）。分離式膜生物反應器通常采用超濾膜組件，截留分子量一（yī）般在2—30萬。膜生物（wù）反應器截留分子量越（yuè）大（dà），初始膜通量越大，但長期運行膜通量未必越大。

操作（zuò）方式

當膜選定後，其物化性質也就確定了，因此，操作方式（shì）就成為影響膜生物反應器膜（mó）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（běn）身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物（wù）相也影響膜生物反應器膜（mó）通量的衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的（de）加入有助於改善泥（ní）水分離性能，形成體積更大、粘性更小（xiǎo）的（de）汙泥絮體，減少了膜堵（dǔ）塞的機會。但絮凝劑的過量加人會（huì）造成汙泥（ní）活性受（shòu）到限製，影響反應器的處理能力和處理效果。

水力學特性

改善膜麵附近料液的流體力學條件，如提高流體（tǐ）的進水（shuǐ）流速，減少濃（nóng）差極化，使被截留的溶質及時被帶走。分離式膜（mó）生物反應器中，一般均采用錯流過濾的方式（shì）；而一體式膜生物反應器實質上是一種（zhǒng）死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助於防止膜（mó）麵沉積汙染。因此設計合理的流道結構，提（tí）高膜間液體上升流（liú）速，使較大的暖氣量起到了衝刷膜表麵的錯（cuò）流過濾效果對（duì）於淹沒式膜生物反應器（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（zhěng）、皮革、紙漿廠、製藥業、高濃度（dù）有機等之廢水處理、汙水廠製程改善（shàn），逆滲（shèn）透係統之前處（chù）理、汙水回收（shōu）、大型市政廢水處（chù）理及再利用（yòng）、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、放流水直接過濾，完全（quán）取代砂濾。

操作省人（rén）力、逆洗超快、無（wú）逆洗水出現…。降低SS保證至10以下，但往往逼近（jìn）0

取代傳統RO前處理。取代純水製造的前處理。

地下水砂（shā）粒過濾。

配合MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮池（chí）、砂濾池等用地節省。更大大去除COD與BOD。尤其對於（yú）

BOD去除率超顯著，20以下為正常值。

MBR工藝（yì）再配合A/O、A2/O工藝，可大舉降低氮與磷，適用在水質與水源保護區。

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦力激（jī）蕩，如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦業、飲水機等等。變（biàn）形的（de）中空纖維膜應用，如雨後春筍。

分類（lèi）

在（zài）水處理行業中，膜生物反應器投入大規模實際應（yīng）用，膜生物反應器依據膜組件，及原理有（yǒu）不同的分（fèn）類。下麵我們就來了解一下膜生物反應器分類。

從整體上來講，膜生物反（fǎn）應器分類有以（yǐ）下幾種：

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

膜曝氣（qì）生（shēng）物反應（yīng）器：膜曝（pù）氣生物反應器（qì）中膜被用於氣體質量傳遞，通常是為好氧（yǎng）工藝供氧，可以實現生物（wù）反（fǎn）應器的無泡曝氣，大大提高反（fǎn）應器的傳氧效率。

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

按照（zhào）膜組件的放置方（fāng）式可分為：分體（tǐ）式和一體式膜（mó）生物反應器

分體式膜生物反應器（又稱外置式膜生物反應器（qì））是把（bǎ）生物反應器與（yǔ）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，在壓力作用下混合液中的液體（tǐ）透過膜得到係統（tǒng）出水，活性汙泥則被截留，並隨（suí）濃（nóng）縮液回（huí）流到生物反應器內。

一體式（shì）膜生物反應器（又稱內置式膜生物反應器）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（shè）置在膜的正下（xià）方，混合液隨氣流向上流動，在膜表麵產生剪切（qiē）力，以（yǐ）減少膜的汙染。一體式膜生物反應（yīng）器工藝是汙水生物處理技術與（yǔ）膜分（fèn）離技術的有機（jī）結合。

按照膜生物反應器是否需氧：可分（fèn）為好氧（yǎng）和厭氧膜生物（wù）反（fǎn）應器

好氧膜生物反應器一般用於（yú）城市（shì）和工業的處理，好氧MBR用於城市汙（wū）水（shuǐ）處理通常是為了使出（chū）水達到回用的目的，而用於處理工業的主要為了去除一些特別的汙染物，如油脂類汙染物。

厭（yàn）氧膜（mó）生物（wù）發生器中，通過膜的高效（xiào）截留，不僅解決了厭（yàn）氧汙泥容易（yì）從膜生物（wù）反應器流失導致出水水質降低的問題，同時膜（mó）分離的作用（yòng）還體現（xiàn）在對厭氧反應器的構造與處理效果的強化方麵。以UASB與膜（mó）單元相結合為例，厭氧（yǎng）膜生物反應器不再需要設計的三相分離器來實現固液氣的分離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜分離的作用使產酸反（fǎn）應氣中的產酸菌濃度增加，提高了水解發酵能力，同時膜將（jiāng）大分子（zǐ）有機物截留（liú）在產酸反應器中使水解發（fā）酵（jiào），因此保持較高的（de）酸化率。厭氧膜生物反應器廠用於高濃度有機分水的處理效（xiào）果（guǒ），由於膜生物（wù）反（fǎn）應器缺少曝氣，為了使厭氧汙（wū）泥處於（yú）懸浮狀態，處理高濃度（dù）有機的厭氧膜生物反應器均采用（yòng）分體式。

反應器特點

(1)出（chū）水（shuǐ）水質好，穩定性高膜過渡出水使得膜生物反應器內（nèi）獲得比普通活性汙泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生（shēng）物降（jiàng）解能力和抗負（fù）荷衝擊能力。同時（shí），汙泥停留時間較（jiào）長，這也為難降解有機物分解（jiě）菌和硝（xiāo）化菌等增殖速度慢（màn）的微生物（wù）得以在反應器內繁殖富（fù）集，特別是對難降解有機（jī）物和氨氮的去除可（kě）以取（qǔ）得理想效果（guǒ）。另一方麵，膜生物反應器膜（mó）分離對（duì）小於膜（mó）孔徑有（yǒu）機大分子（zǐ）物質的截留作用，能夠確保濾後出水在除菌、消除懸浮（fú）物和（hé）降低BOD方（fāng）麵很穩定。

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

(3)膜（mó）生（shēng）物反應器操作維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水和（hé）運行不受汙（wū）泥泥膨脹（zhàng）等因（yīn）素的影響，操作維護簡單方（fāng）便，且（qiě）易於實（shí）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，這意味著排泥量少（shǎo），產泥量僅占傳統（tǒng）工藝（yì）的30%，這對後續的（de）汙泥處理（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（dá）到建設部《生活雜用水水質標準》，可直接用於綠化、衝（chōng）洗、消（xiāo）防、樓房中水回用補充觀賞水體等非飲（yǐn）用水的目（mù）的，MBR具有實現自動控製和（hé）操作管理方便等優點，因此在城市汙水和工業廢水處理與（yǔ）回用（yòng）等方（fāng）麵已得到了應（yīng）用。

膜生物反應器（MBR）技術是膜分離技術與生物技術有機結合的（de）新（xīn）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-生物反應器工藝通過膜的分離技術大大強化了生物反（fǎn）應器的功能（néng），使活性汙泥濃度大大提（tí）高，其水力停留時間（HRT）和（hé）汙（wū）泥停留時間（SRT）可以（yǐ）分別控製。