在汙水（shuǐ）處理，水（shuǐ）資源再利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。

反（fǎn）應器介（jiè）紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理係統。以膜（mó）組件（jiàn）取代傳（chuán）統生物處（chù）理技術（shù）末端（duān）二沉（chén）池，在生物反應器中保（bǎo）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麵積，並通過保持低汙泥負荷減少剩餘汙泥量。主要利用膜分（fèn）離設（shè）備截留（liú）水中的活性汙泥與大（dà）分子有（yǒu）機物。膜生物反應器係（xì）統（tǒng）內活（huó）性汙泥（MLSS）濃度（dù）可提升（shēng）至8000~10,000mg/L，甚至更高；汙泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜（mó）生（shēng）物（wù）反應器因其有（yǒu）效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現對（duì）汙（wū）水深度淨化，同時硝化（huà）菌在係（xì）統內能充分繁（fán）殖，其硝化效果明顯，對（duì）深度除磷脫（tuō）氮提供可能。

反應器用途

汙（wū）水處理:中國是一個缺水國家,汙水處理及（jí）回用是開發利用水資源的有效措施（shī）。汙水回用是將城市汙水、工業汙水通過膜生物反（fǎn）應器等設備處理之後,將其用於綠化、衝（chōng）洗（xǐ）、補充觀賞水體等（děng）非飲用目的,而將清潔水用於飲用等高水質要（yào）求的用途。城市汙（wū）水、工業汙（wū）水就近可得,可（kě）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（yě）可防止汙水在長距離輸送過程中造成汙水滲漏，導致汙染地下水源。汙水回用已經在世界上許多（duō）缺（quē）水的地（dì）區廣泛采用,被認為21世紀汙水處理最實用技術。

組（zǔ）成部分（fèn）

進水（shuǐ）井

進水井裏設置溢（yì）流口和進水閘門，在來水量超過係統負荷或者處理係統發生事故的情況 下，關閉進水閘門，汙水直（zhí）接通過溢流口就近排入河道或者市政管網。

格柵（shān）

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

調節池

收集的汙（wū）水水量和水質都（dōu）是隨著（zhe）時間變化（huà）的（de），為了保證後續處理係（xì）統的正常運行，降低 運行負荷，需要對汙水的水（shuǐ）量和水質（zhì）進行調解（jiě），因此在進入生物處理係統前設計調節（jiē）池。調節池內需要定期清（qīng）理沉澱（diàn）物。調（diào）節池一般設置溢（yì）流，在負荷過大的情況下，保證係統 的運行正常。

MBR反應池

在MBR反應（yīng）池（chí）裏進行著有機汙（wū）染物的降解和泥水的分離。作為處理係統的核心部分，反應池（chí）裏麵包括微生物菌落、膜組件、集水係（xì）統、出（chū）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（zhuāng）置（zhì），可自動控製加藥量。

計量裝置

為了能夠保證係統運行良（liáng）好，需要采用一（yī）定的計量裝置進行係統的參數控製。計量（liàng）控製儀器（qì）包括流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝於（yú）設備機房內。主要控製進水泵、風機和抽吸泵。控製（zhì）有手動控製（zhì）和自動控（kòng）製兩種形（xíng）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（xī）泵運行按預設時間周期間歇控製，當MBR反應池低水位（wèi）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10年時間研究開發出來的新型汙水生物處理裝置,該技術被稱（chēng）為（wéi）"21世（shì）紀的水處理（lǐ）技術",該項目曾被列為國家八·五、九（jiǔ）·五重點科技攻關（guān）項目並被國家列為（wéi）"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,部分指標達到國際領（lǐng）先（xiān）水（shuǐ）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（huó）性汙（wū）泥法中的二沉池,進行（háng）固液分離。這種工（gōng）藝不僅有效地達到了泥水分離的目的,而且（qiě）具有汙水（shuǐ）三級處理傳統工藝不可（kě）比擬的優點:

1、高效地進行固液分離,其分離效（xiào）果遠好於（yú）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（huí）用,實現了汙水資源（yuán）化。

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

3、由於MBR將傳統汙水處理的曝氣池與二沉池合二為（wéi）一,並（bìng）取代了三級處（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（huà）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（yì）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有機物的降解效率。

6、反應器（qì）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（yóu）於泥（ní）齡可無限長,理論上可實現零汙（wū）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，以膜組件取代（dài）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（tōng）過保持低汙泥負荷減少汙泥量。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有（yǒu）以下主要特點：處理效率高、出（chū）水水質好；設備緊湊、占地麵積小；易實現自動控製（zhì）、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到（dào）重視，成為研究的熱（rè）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，但進展十分迅速。 國內對MBR的研究大致可（kě）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汙泥法擴展到接（jiē）觸氧化法（fǎ）、生物膜法、活性汙泥與生物（wù）膜相結合的複合式工（gōng）藝、兩相厭氧工藝；

（2）影響（xiǎng）處理效果與膜汙染（rǎn）的因素、機理及數學模型的研（yán）究，探求合適的操作（zuò）條件與（yǔ）工藝參（cān）數，盡可能減輕膜汙染，提高（gāo）膜（mó）組件的處理能力和運行穩定性（xìng）；

（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有機廢水（食品廢（fèi）水、啤酒廢水）與難降解工業廢水（石化汙水、印染廢水等），但以生活汙水的處理為主。

在我國，MBR同時（shí）應用於生活汙水與工業（yè）廢水處理的研究。 這些研究結（jié）果都（dōu）表明：MBR對各種高濃度有機（jī）廢水與難降解廢（fèi）水的COD，NH3-N.SS，濁度等都達到良好的去（qù）除效果。

我國人均水資（zī）源（yuán）擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水平的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（jìn）60億m3，每（měi）年因缺水造成經濟（jì）損失約2000億元人（rén）民幣。華北地區人均水資源占有（yǒu）量隻有250—480m3/人.年，低於全（quán）國人均水平的（de）1/5，這一地區的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因此汙（wū）水回用是緩解華北平原水危（wēi）機的重要措施之一。膜生物反應器技術以其優質的出水水質被（bèi）認為是具（jù）有較（jiào）好經濟、社會和環（huán）境效益的節（jiē）水技術而倍受關注。盡（jìn）管還存在較（jiào）高的運行費用問題，但隨著膜（mó）製造技術的進步，膜質量的提高和膜製造成本的降低，MBR的（de）投資（zī）也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶瓷膜的開發等已使其成（chéng）本比以往有很大降低。另一方麵，各（gè）種新型膜生物反應器的開發也（yě）使真運行費用大大降低（dī），如在低壓（yā）下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳（chuán）統的好氧加（jiā）壓膜生（shēng）物反應器相比，其運行費用大幅（fú）度下降（jiàng）。因此，從長遠的觀點（diǎn）來看，膜生物（wù）反（fǎn）應器在水處理中應用（yòng）範圍必將越來越廣。在水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的發（fā）展潛力，將是新世紀替代傳統（tǒng）廢水處（chù）理技（jì）術（shù）的（de）有力競爭者。

技術優點

高MLSS與微濾膜過（guò）濾下，出水水質穩定（dìng）,高（gāo）品質（zhì）。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代沉澱（diàn）池、砂濾單元，占地麵積（jī）較傳統方（fāng）式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷衝擊能力強，有效處理高濃度有機廢水在微（wēi）濾膜過濾下（xià），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，懸浮物和濁度低，一般低汙染度市政廢水處理後，可直接做為中水道用（yòng）水或現場資源回收水使用有利於增（zēng）殖緩慢的硝化細菌（jun1）的截留、生長和繁殖，係統的硝化效率得以提高，A/O反應下具高效脫 氮的功（gōng）能。A/O、A2O法可（kě）有效去除氨氮與磷，尤其適（shì）用於水質管製區內使用微濾膜可攔除大部分細菌等微（wēi）生（shēng）物，減少消毒藥劑添加（jiā）量及獲得安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低（dī）生物攔截在池內,可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄汙泥量低於傳統活性汙泥法、排泥周期長、操作彈性大，生物膜管係統（tǒng）屬於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克服變異性大（dà）之（zhī）廢水係統PLC控製設計，操作維護容易，可實現自動化控製，便於（yú）管理（lǐ）高生物汙泥操（cāo）作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙泥池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低（dī）臭味膜分離大大提（tí）高了汙水的大分子難降解的物質處理效率標準移動（dòng）式模（mó）組化設計，快速簡單（dān）的安裝（zhuāng），易（yì）於分期擴充適用於對於舊有汙水（shuǐ）處理廠進（jìn）行改造，僅需（xū）增設MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序

流程變動原程（chéng）序中有（yǒu）沉澱池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除、上流式（shì）過（guò）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（chén）澱池改為平底，置入MBR模（mó）組（zǔ）。即可取代原有其他（tā）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（běn）更低 原先程序複雜，池體與機械眾多，人員操作技術性（xìng）與（yǔ）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（huà）學洗程序單純，各組分別實施。人員操作管理極容易。

設置（zhì）成本池體（tǐ）多、機械多（duō）由原有沉澱池體空間（jiān）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性炭。機械數（shù）量少，形式單純

總述

膜

膜生物反應器的材料分為有機膜和（hé）無機膜（mó）兩種。膜（mó）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（xī）等。分離式膜生物反應器通常采用超濾膜組件（jiàn），截留分子量一般在（zài）2—30萬（wàn）。膜生物反應器截留分子量越大，初始膜通量（liàng）越大，但長期（qī）運行膜通量未必越大。

操作方式

當膜選定後，其物化（huà）性質（zhì）也就確定（dìng）了，因此（cǐ），操（cāo）作方式就（jiù）成為影（yǐng）響膜生物反應器膜汙染的主（zhǔ）要因（yīn）素。不僅汙泥濃度、混（hún）合液粘度等影（yǐng）響膜（mó）通（tōng）量，混合（hé）液（yè）本身的過濾性能，如（rú）活性汙泥性狀、生物相也影響膜生物反應器膜通（tōng）量的衰（shuāi）減。有研究表明：粉末活性（xìng）炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於改善泥水分離性能，形成體（tǐ）積更大、粘性更小的汙泥絮體，減少了膜堵塞的機（jī）會。但絮凝劑（jì）的過量（liàng）加人（rén）會造成汙（wū）泥活性受（shòu）到限製，影（yǐng）響（xiǎng）反應器的處理能力和（hé）處（chù）理效果。

水（shuǐ）力學（xué）特性

改善（shàn）膜麵附近料液的流體（tǐ）力學條件，如提高流體的進水（shuǐ）流速，減少濃差極化，使被截留的溶質及（jí）時被帶走。分離式膜生物反應器中（zhōng），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（shì）一種死端過（guò）濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助（zhù）於防（fáng）止膜（mó）麵沉積汙（wū）染。因此設計合理的流道結構，提高（gāo）膜（mó）間液體上升流速，使較（jiào）大的暖氣量起到了衝刷膜（mó）表麵的錯流（liú）過濾效果（guǒ）對於淹沒式膜生物（wù）反應器顯得尤為重要。

應用領域

各（gè）類飲料工廠、酒廠（chǎng）、食品廠、畜牧、屠宰廢（fèi）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、汙水廠製（zhì）程改善，逆滲透係統（tǒng）之（zhī）前處理、汙水回收、大型市政廢水處理及再（zài）利用、社區（qū）生（shēng）活中水（shuǐ）回用、辦（bàn）公大樓中水回用、餐廳或風景區廢水處（chù）理及再利用、地表水淨化處理、洗車廠船（chuán）舶（bó）汙水回收再（zài）利用、放流水直接過濾（lǜ），完全取代砂濾。

操作省人力、逆洗（xǐ）超快（kuài）、無逆洗水出現…。降低SS保證至10以下，但往（wǎng）往逼近0

取代傳統RO前處理。取代純水製（zhì）造（zào）的前處理。

地下水砂粒過濾。

配合MBR工法，不用（yòng）沉澱池、汙泥濃縮（suō）池、砂濾池等（děng）用地節省。更大大（dà）去除COD與（yǔ）BOD。尤其對（duì）於

BOD去除率超顯著，20以下為正常值。

MBR工（gōng）藝再配合A/O、A2/O工藝（yì），可大舉降低（dī）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（kōng）纖維膜應用，如雨後春（chūn）筍。

分類

在水（shuǐ）處理行業中，膜生物反應器投入大規（guī）模實際應用，膜（mó）生物反應器依據膜組件，及原理有（yǒu）不同（tóng）的分類。下麵我們就（jiù）來了（le）解一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（yīng）器：膜分離生物反應器用於汙水處理中的固液（yè）分離。

膜曝氣生物反應器：膜曝氣生物反應器中膜被用於氣（qì）體質量傳（chuán）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（shēng）物反應器：萃（cuì）取膜生物反應器主要用於工業中優先汙染物（wù）的（de）處（chù）理，選擇性透過膜被用（yòng）於萃取特定的汙染物。

按照膜組件的放置方式可分為：分體式和一體式膜生物反應器

分體式膜生物反應器（又稱外置（zhì）式膜生物反應器）是把生物反應器與膜組件分開（kāi）放置，膜生物（wù）反應器的混合液經增壓後進入膜組件，在（zài）壓力作用下混（hún）合液中的液體透過膜得到係統出水，活性汙泥則被截留，並隨濃縮液（yè）回流到生物反應器（qì）內。

一體式膜生物反應器（又稱內置式膜生物反應（yīng）器）則直（zhí）接將膜組件置於反應器內（nèi），通過（guò）的（de）抽吸得到過濾液，膜表麵清（qīng）洗所（suǒ）需的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合（hé）液隨氣流向（xiàng）上流動，在膜表麵產生剪切（qiē）力，以減少膜的汙染。一體式膜生（shēng）物反應器工藝是汙水生物（wù）處理技術與膜分離技術的（de）有機結合。

按照（zhào）膜生物反應器（qì）是否需氧：可分為好（hǎo）氧和厭氧膜生物（wù）反應器

好氧膜生（shēng）物反應器一般用於城市（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（chū）水達到（dào）回用的目的，而用於處理工業的主要為了去除一些特（tè）別的汙染物，如油脂類汙染物（wù）。

厭氧膜生物發生器中，通過（guò）膜的高效截留，不僅解決了厭氧汙泥容易從（cóng）膜生物反應器流失導致出（chū）水水（shuǐ）質降低的問題，同時膜分（fèn）離的作用還體現在對厭氧（yǎng）反應器的構造（zào）與處理效果的強化方麵。以UASB與膜單元相結合為例（lì），厭氧膜（mó）生（shēng）物反應器不再需（xū）要設計的三相分（fèn）離器來實現固液氣的分離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜（mó）分離的作用使產酸反應氣中的產酸菌濃度（dù）增加，提高了水解發酵能（néng）力，同時膜將大分（fèn）子有機物截留在產酸反應器中使水解發酵，因此保（bǎo）持較高（gāo）的（de）酸化率。厭氧膜生物反應器廠用於高濃度有機（jī）分水的處理效果，由於膜生物反應（yīng）器缺少曝氣，為（wéi）了使厭氧汙泥處於懸浮狀態（tài），處理高濃度有機（jī）的厭氧（yǎng）膜生物反應（yīng）器均采用（yòng）分體式。

反（fǎn）應器（qì）特點

(1)出水水質（zhì）好，穩定性高膜過渡（dù）出水使得膜（mó）生物（wù）反應器內獲得比（bǐ）普通（tōng）活性汙泥法高得多的生物濃度，極（jí）大地提高了生物降（jiàng）解能力和抗負荷衝擊能力。同時，汙泥停留時間較長，這也為難降解有（yǒu）機物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微（wēi）生物得以（yǐ）在反應器內繁（fán）殖富集，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可（kě）以取得理想效果。另一（yī）方麵，膜（mó）生物反應器膜分離對小（xiǎo）於膜孔徑（jìng）有機大分子物質（zhì）的截留作用（yòng），能（néng）夠確保濾（lǜ）後出（chū）水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方（fāng）麵很穩定。

(2)占地少膜生物（wù）反應器可以（yǐ）維持較高的汙泥（ní）濃度，通（tōng）常MLSS為8～20g/L，是傳統生物處理的（de）2.5～5倍，同時係統省去了二沉池和（hé）汙泥回流設備，因（yīn）而（ér）占地麵（miàn）積省。

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

(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，產（chǎn）泥量僅占傳（chuán）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（zhǔ）要應用於城市汙水（shuǐ）的回收淨化，汙水經MBR處理後，出水水質已達到建設部《生活雜用水水質標準》，可（kě）直接用於綠化、衝洗、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（hé）操作（zuò）管理方（fāng）便等優點，因此在城市汙水（shuǐ）和工業廢水處理與回用等（děng）方麵（miàn）已（yǐ）得到了應用。

膜（mó）生物反應器（MBR）技術（shù）是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術，它利用膜分離設備（bèi）將生化反應池中的活性（xìng）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（guò）膜的分離技（jì）術大（dà）大強化了生物（wù）反應器的功能，使活性汙泥濃度大（dà）大提高，其水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可（kě）以分別控製。