在汙水（shuǐ）處理，水資源再利用領域（yù），MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單（dān）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（mó）分離技（jì）術（shù）與（yǔ）生物處理技術有機結合之新型態廢水處（chù）理係統。以膜（mó）組（zǔ）件（jiàn）取代傳統生物處（chù）理技術末端二（èr）沉池（chí），在生物反應器中保持高活性汙泥濃度，提高生物處理有（yǒu）機負荷，從而減（jiǎn）少汙水處（chù）理設施占地麵積，並通過保持（chí）低汙泥負荷減少剩餘汙泥量。主（zhǔ）要利用膜分離設備（bèi）截留水中（zhōng）的活性汙泥與大分子有（yǒu）機（jī）物。膜生物反應器係統內活性汙（wū）泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至（zhì）更高；汙（wū）泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應器因其有（yǒu）效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現對汙（wū）水深度淨化（huà），同時硝化菌在（zài）係統內能充分繁殖，其（qí）硝化效果（guǒ）明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

反（fǎn）應器（qì）用途

汙水處理:中國是一個（gè）缺水國家,汙水處（chù）理及回用是開發利用水資源的（de）有效措（cuò）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（chōng）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途。城市汙水、工業汙水就近可得（dé）,可免去長距離輸水（shuǐ），而實現（xiàn）就近（jìn）處理實現水資源的充分利用，同時汙水（shuǐ）經過就近處（chù）理，也可防止汙水在長距離輸送過程中（zhōng）造成汙水滲（shèn）漏，導致汙染地下水源。汙水回用已經（jīng）在世界上許多缺（quē）水（shuǐ）的（de）地區廣泛采用,被認（rèn）為21世紀（jì）汙水處理最實用技術。

組成部分

進水井

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

格（gé）柵

汙水中經常含（hán）有（yǒu）大量雜物，為（wéi）了保（bǎo）證MBR係統的正常運行，必（bì）須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物（wù）攔截在係統之外，因此在係統前（qián）設置格柵,定（dìng）期將柵渣清理幹淨。

調（diào）節池

收集的汙水水量和水質都是隨著時間變化的，為了保證後續處理係統的正常運行，降低 運行負荷，需要（yào）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（diào）節池。調節池內需要定期清理沉澱物（wù）。調節（jiē）池一般設置溢流，在負荷過大的情（qíng）況下，保證係統 的運行（háng）正常（cháng）。

MBR反應池

在MBR反應池（chí）裏進行著有機（jī）汙染物的降解和泥水（shuǐ）的分離。作為處理（lǐ）係統的（de）核心（xīn）部分，反應池裏麵包括微生物菌落、膜組件（jiàn）、集水（shuǐ）係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據出水的要求，係統設計有消毒裝置，可自動控製加藥量。

計量裝置

為了能夠保證係統運（yùn）行良好，需要采用一定的計量裝置進（jìn）行係統的參數控製（zhì）。計（jì）量控製儀器包（bāo）括（kuò）流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝於設備機房內。主要控製進水泵（bèng）、風機和抽吸泵。控製有手動控製和自動控製兩種形式（shì）。進水（shuǐ）泵在PLC控製下，根據各反應池水位情況，自動運行（háng）。抽吸泵運行按預設時間周期（qī）間歇控製，當MBR反應池低（dī）水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜（mó）組器。

反應（yīng）器（qì）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（jiū）開發出來的新型汙水生物處理（lǐ）裝置,該（gāi）技術被（bèi）稱為"21世（shì）紀的水處（chù）理技術",該項目曾被列為國家八·五（wǔ）、九（jiǔ）·五（wǔ）重點科技攻（gōng）關項目（mù）並被國（guó）家列為"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（guó）內處於領先水平,部分（fèn）指標達到國際領（lǐng）先水平。

MBR是膜分離技術與生物處理法的（de）高效結（jié）合,其起源是用膜分（fèn）離技術取代活性汙泥法中的二沉池（chí）,進行固液分離（lí）。這種工藝不僅有效地達到了泥水分離的目的,而且具有汙水三級處理傳統工（gōng）藝不可比擬的優點:

1、高效地進（jìn）行固液分離,其分離效果遠好於傳統的沉澱池,出水水質良好,出水懸浮物（wù）和濁度接近於（yú）零,可直接回用,實現了汙（wū）水資源化。

2、膜的高效截留作用,使微（wēi）生（shēng）物完全截留在生物反應器內,實現反（fǎn）應器水力停留時間(HRT)和汙泥齡(SRT)的完全分（fèn）離（lí）,運行控製靈活穩（wěn）定。

3、由於MBR將傳統汙（wū）水處理的（de）曝氣池（chí）與二沉池（chí）合二為一,並取代了三級處理的全部工藝設（shè）施,因此可（kě）大（dà）幅減少占地麵積,節省土建投（tóu）資。

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

5、由於泥齡可以（yǐ）非（fēi）常長,從而大大提高難降解有機物（wù）的降（jiàng）解效率。

6、反（fǎn）應器（qì）在高容積（jī）負荷、低汙泥負荷、長（zhǎng）泥（ní）齡下運行,剩餘（yú）汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理論上可（kě）實（shí）現零汙泥排放。

7、係（xì）統實現PLC控製（zhì）,操作管理方便（biàn）

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元（yuán）與（yǔ）生物處理（lǐ）單元相（xiàng）結合的新型水處理技術，以膜組件取（qǔ）代二沉池在生物反應器中保持高活性汙泥濃度減少汙水處理設施占地，並通過保持低汙泥負荷減少汙（wū）泥量。與傳統的生（shēng）化水處理技術相比，MBR具有以下（xià）主要特點：處理（lǐ）效率（lǜ）高、出水水質好；設備緊湊、占（zhàn）地（dì）麵積小；易實現自動控製、運行管理簡單。80年（nián）代以來（lái），該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點（diǎn）之一。膜生物反應器己（jǐ）應（yīng）用（yòng）於（yú）美國（guó）、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（hái）不到十年，但進展十分迅速。 國（guó）內對MBR的研究大致可分為幾個方麵（miàn）：

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

（2）影響處理效果與（yǔ）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，盡可能減輕膜汙染，提高（gāo）膜組件的處理能力和運（yùn）行穩（wěn）定性；

（3）擴大MBR的應用（yòng）範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴（kuò）展到高濃度有（yǒu）機廢水（食品廢水、啤酒（jiǔ）廢水）與（yǔ）難降解工業廢水（石化汙水、印染廢水等），但以生活汙水的處（chù）理（lǐ）為（wéi）主。

在（zài）我國，MBR同時應（yīng）用於生活汙水（shuǐ）與工業廢水處理的研究。 這些（xiē）研究結果都表明：MBR對各種高濃度有（yǒu）機廢水與（yǔ）難降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度（dù）等都達到良好的去（qù）除效果。

我國（guó）人均（jun1）水資源擁有量僅為2250m3/人.年（nián），不足世界平（píng）均水平（píng）的1/4。在我（wǒ）國600多個城市中（zhōng），有（yǒu）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（yīn）缺水造成經濟損失約2000億元人民幣。華北地區人均水資源（yuán）占有量隻有250—480m3/人.年，低於全國人均水平的1/5，這一地區的所有（yǒu）城市幾乎都麵臨缺水問（wèn）題。因此汙水（shuǐ）回用是緩解華北平原水（shuǐ）危機的重（chóng）要措施之一。膜生物反應器（qì）技術以其優質的出水水質被認為（wéi）是具有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而倍受關注。盡管還存在較高的運行費用問題，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。如聚乙烯中空纖（xiān）維膜，新型陶（táo）瓷膜的開發等已使其成本比以（yǐ）往有很大降低。另一方麵（miàn），各種新型膜生物反應器（qì）的開發也使真運行費（fèi）用大大降（jiàng）低（dī），如在低壓下運行的重力（lì）淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的（de）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（shuǐ）環境標準日益嚴格的（de）今（jīn）天，MBR已顯示出其巨（jù）大的（de）發展潛力，將是新（xīn）世（shì）紀（jì）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（shuǐ）水質穩定,高品質。高容積負荷下，停留時間（jiān）短，MBR流程較傳統係統簡單 ，占地麵積減小完（wán）全（quán）取代沉（chén）澱池、砂濾單元（yuán），占地麵積較（jiào）傳（chuán）統方式節省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（guò）濾下，分離效果遠優於（yú）傳統沉澱池及砂濾等處理（lǐ）單元，出水水質良好穩（wěn）定，懸（xuán）浮物（wù）和濁（zhuó）度（dù）低，一（yī）般低汙染度市政廢水處理後，可直接做為中水道用水或現場資源回收水使用有利於（yú）增殖緩慢的硝化（huà）細菌的截留、生長和繁殖，係統的硝化（huà）效率得以（yǐ）提高，A/O反應下具高效脫 氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨氮與磷（lín），尤其（qí）適用於水質管製區（qū）內使（shǐ）用微濾膜（mó）可攔除大（dà）部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲（huò）得安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在池內（nèi）,可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥（ní）量減（jiǎn）少1/2以上 。低廢棄（qì）汙泥量低於傳統活性汙泥法、排泥周期長、操作彈性大，生（shēng）物膜管係統屬於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克服變（biàn）異（yì）性大之廢水係統PLC控製設計，操作維護容易（yì），可實現自（zì）動化控製，便於管理高生物汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧（yǎng）汙泥池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭味膜分離大大提高了汙水的大（dà）分子難降解（jiě）的物質處理效率標準移動式模組（zǔ）化設計，快速（sù）簡單的安裝，易於（yú）分期擴充（chōng）適用於對於舊有汙水處理廠進（jìn）行改造，僅需增設MBR膜組設備。

原有（yǒu）程（chéng）序加入MBR程序

流程變動原程序中有沉澱池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一組、活性炭塔兩座等程序。幾（jǐ）乎可全被MBR持（chí）取代。 將（jiāng）其中一池沉澱池改（gǎi）為平（píng）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（chí）體與機械眾多，人員操作技術性與複雜度高。所需人（rén）力多。 由MBR池取代後，反洗（xǐ）由PLC自動控製。化學洗（xǐ）程序（xù）單純，各組分別實施。人（rén）員操作管理極容易。

設置成本池體多、機械多（duō）由原有沉澱池體空間運用。

耗材由於機械眾（zhòng）多，複雜，耗材（cái）數量大（dà）。也必須活化或更新活性炭。機械數量少（shǎo），形式單純

總述

膜

膜生物（wù）反應器的材料分為有機膜和（hé）無機膜兩種。膜生物反應器曾遍采用有機膜，常用的膜材料為（wéi）聚乙烯、聚丙烯等。分離式（shì）膜生物反應器通常采用超濾膜組件，截留分子量一般在2—30萬。膜生物反應（yīng）器截（jié）留分（fèn）子量越大，初始膜通量越大，但長期運行膜通量未必越大。

操作方式

當膜選定後，其物化（huà）性質也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜生（shēng）物反應器膜汙（wū）染的主要因素。不僅汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物相（xiàng）也影響膜生物反應器膜（mó）通量的衰減。有研究表明：粉末活（huó）性炭（PAC）與絮凝劑的（de）加入有助（zhù）於改善泥水分離性能，形成體積更大、粘性（xìng）更小的（de）汙泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量加人（rén）會造成汙泥活性受到限（xiàn）製，影響反應器的處理能力（lì）和處理效果。

水力學特性（xìng）

改善膜麵附近（jìn）料液（yè）的流體力學條件，如提高流體的進水流速，減少濃差極化，使被截留的溶質及時（shí）被帶走。分離式膜生物反應器中，一（yī）般（bān）均采用錯流（liú）過濾的方式；而一體式膜生物（wù）反應器實質上（shàng）是一種死端過（guò）濾方式。與死端過濾相比（bǐ），錯流過濾更有助（zhù）於防止膜（mó）麵（miàn）沉積汙染。因此設計合理的流（liú）道結構，提（tí）高膜間液體（tǐ）上升流速，使較（jiào）大的暖氣量起到（dào）了衝（chōng）刷膜表麵的錯流過濾效果對於淹沒式膜生物反應器顯得尤為重要。

應用領域

各類飲料工（gōng）廠、酒廠、食品廠、畜牧（mù）、屠宰廢水處（chù）理、 n染整、皮革、紙漿廠、製藥（yào）業、高濃度有機等之廢水處理、汙水廠製程改善（shàn），逆滲透係統（tǒng）之前處理、汙水回收、大型市（shì）政廢水處理及再利用（yòng）、社區生（shēng）活中水回用、辦公大樓中水回用、餐廳或風景（jǐng）區廢水處理及再利（lì）用、地表水（shuǐ）淨化（huà）處（chù）理（lǐ）、洗車廠船（chuán）舶汙水回收再（zài）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（xǐ）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（dài）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、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（zhí）。

MBR工藝再配合A/O、A2/O工藝，可大舉降（jiàng）低氮與（yǔ）磷，適用在（zài）水質與水源（yuán）保護區。

在歐（ōu）、美、大陸蓬勃發展（zhǎn），大家都在（zài）腦力激蕩，如何配套使用。如：養殖業（yè）淨水、采礦業、飲水（shuǐ）機等等。變形的中空纖維膜應用（yòng），如雨後春筍。

分類

在水處理行業中，膜生物（wù）反應器（qì）投入（rù）大規模實際應用，膜生物反應器依據膜（mó）組件，及原理有不同的分類。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（mó）生物反應器分類有以下幾種（zhǒng）：

膜分（fèn）離生物反應器：膜分離生物反應器用於汙水處理中的固液分離。

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

萃取膜生物反應器：萃（cuì）取膜生（shēng）物反應器主要用於工業中優先汙染（rǎn）物的處理，選擇（zé）性透過膜被用於萃取特定的（de）汙染物。

按（àn）照膜組件的放置（zhì）方式可分為：分體式和一體式膜生（shēng）物反應器

分體式膜生物反應器（qì）（又稱外置式膜（mó）生物反應器）是把生物反應器與膜組（zǔ）件分開放置，膜（mó）生物反（fǎn）應（yīng）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（guò）膜得（dé）到係（xì）統出水，活性汙泥則被截留，並（bìng）隨濃縮液回流到生物反應器內（nèi）。

一體（tǐ）式膜（mó）生物反應器（qì）（又稱內置（zhì）式膜生物反應器）則直接將膜組件置於反應器內，通過的抽吸得到過濾（lǜ）液，膜（mó）表麵清洗所需的錯流由空氣攪動（dòng）產生，設置在膜（mó）的正下方，混合液隨（suí）氣流向上流動，在膜（mó）表麵（miàn）產生剪切力，以減少膜的汙（wū）染。一（yī）體式膜生物反應（yīng）器工藝是汙水生物處理技術與膜（mó）分離（lí）技術（shù）的有機結合。

按照（zhào）膜生物反應器是否需氧：可分為好氧和（hé）厭氧膜生物反應器（qì）

好氧膜生物反應器一般用於城市和工業的處理，好氧MBR用於城市汙水處理通常是為（wéi）了使出水達到回用的目的，而用於處理工業的主要為（wéi）了去除（chú）一些特別的汙染物，如（rú）油脂（zhī）類汙染物。

厭氧膜生物（wù）發生器中（zhōng），通過（guò）膜的高效截留，不僅解決了厭氧（yǎng）汙泥容（róng）易（yì）從膜生物反（fǎn）應器流失導致出水水質降低的問題，同時膜分離的作用還體現在對厭氧反應器的構造與處理效果（guǒ）的強化方麵。以UASB與膜單元相結合為例，厭氧膜生物反應器不再需（xū）要設計的三相分（fèn）離器來實（shí）現（xiàn）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應氣中的產酸菌濃度增加，提高了水解發（fā）酵能力（lì），同（tóng）時膜將大分子有機物截留在產酸反應器中使水解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器（qì）廠用於高濃度有機分水（shuǐ）的處理效果，由（yóu）於膜生物反應器缺少曝氣（qì），為了使厭氧汙（wū）泥處於懸浮狀態，處理高濃度有機的厭氧（yǎng）膜生物反應器均采（cǎi）用（yòng）分體式。

反應器特點

(1)出水（shuǐ）水質好（hǎo），穩定性高膜過（guò）渡（dù）出水使得（dé）膜生物反應（yīng）器內獲得比（bǐ）普通活性汙泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降（jiàng）解能力（lì）和抗負荷衝擊能（néng）力。同時，汙泥停留時間較長，這（zhè）也為難降解有機（jī）物分解菌（jun1）和硝化菌等增（zēng）殖速度慢的微（wēi）生物得以在反應器（qì）內繁殖富集，特別是對難降解有機（jī）物和氨氮的去除可以（yǐ）取得理想效果。另一方麵，膜生物反應器膜分離對（duì）小（xiǎo）於（yú）膜（mó）孔徑有機大分子物質的截留作用，能夠確保濾後出水在（zài）除菌、消除懸浮物和降低BOD方麵很（hěn）穩定。

(2)占地少膜（mó）生物反應器可以維（wéi）持較高（gāo）的汙泥（ní）濃度（dù），通常MLSS為8～20g/L，是傳（chuán）統（tǒng）生物處理的2.5～5倍，同時係統省去（qù）了二沉（chén）池和（hé）汙泥回流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物反應器操作維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水和運行不受汙泥泥膨脹等因素的影響，操（cāo）作維護（hù）簡單（dān）方便，且易（yì）於實現自動（dòng）控製管（guǎn）理。

(4)膜生物（wù）反應（yīng）器汙泥處水費用低（dī）係統汙泥濃度高，泥齡長，這意（yì）味著排泥量少，產泥量僅占傳統（tǒng）工藝的30%，這對後（hòu）續的汙泥處理極為（wéi）有利。

膜生（shēng）物反應器(MBR)主要應用於城（chéng）市汙水的回收淨化，汙（wū）水經MBR處理後，出水水質已達到建設（shè）部《生活（huó）雜（zá）用水水質標準（zhǔn）》，可直接用（yòng）於綠化、衝洗、消防、樓房中水回用補充觀（guān）賞水體等非（fēi）飲用水的目的，MBR具（jù）有實現自動控（kòng）製和操作管理方便等（děng）優點，因此（cǐ）在城（chéng）市汙水和工業廢水處（chù）理與回用（yòng）等方麵（miàn）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（wù）技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（zhōng）的（de）活性汙泥和大分子有機物截留（liú）住，省掉（diào）二沉池。膜-生物（wù）反應器（qì）工藝通過膜的分離技術大大強化了生（shēng）物反應器的功能，使活性汙泥濃度大大提高，其水力停留時間（jiān）（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。