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

反應器介紹（shào）

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為（wéi）膜分離技術與生（shēng）物處理技術有機結合之新型態廢水處理係統。以膜組件取代傳統生物處（chù）理技術末端二沉池，在生物（wù）反應器中保持高（gāo）活性汙泥濃度，提（tí）高生物處理有機（jī）負荷，從而（ér）減少汙（wū）水處理設施占地麵積，並通過保持（chí）低汙泥（ní）負荷減少剩（shèng）餘汙泥量。主要利用膜分離設備截（jié）留水中的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（gèng）高；汙泥（ní）齡(SRT)可延長（zhǎng）至30天以（yǐ）上。

膜生物反應器因其有效的（de）截留作用，可保（bǎo）留世代周期較長的微生物，可實現對汙水深度淨化，同時硝化菌在係統內能充分繁殖，其硝化效（xiào）果明顯，對深度除磷脫氮（dàn）提供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是一個缺水國家,汙水處理及回用是開發利用水資源的有效措施（shī）。汙水回（huí）用（yòng）是（shì）將城市汙水、工業汙水通過膜生物（wù）反應器等設備處理之後,將其用於綠化、衝洗（xǐ）、補充（chōng）觀（guān）賞水體等（děng）非飲用目的,而將清潔（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（jìn）可（kě）得,可免去長距離輸水，而實現就近處理實現水資源的充分（fèn）利用，同時汙水經過就近處理，也可防止（zhǐ）汙水在長距離輸送過程中（zhōng）造成汙水滲漏，導致汙染地下（xià）水源（yuán）。汙水回用（yòng）已經在世界上（shàng）許（xǔ）多缺水（shuǐ）的地區廣泛采用,被認為21世紀汙水處理最（zuì）實用（yòng）技術。

組成部分

進水井

進水井（jǐng）裏設置溢流口和進水（shuǐ）閘門，在（zài）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）水直接通過溢流口就近排入河道或者市政管網。

格柵

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

調節池

收集的汙水水量和水質都（dōu）是隨著時間變化（huà）的，為了保證後續（xù）處理係統的正常運行，降低 運行負荷，需要對（duì）汙（wū）水的（de）水量和水質進（jìn）行調解，因（yīn）此在進入生物處（chù）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，在負荷過大的情況（kuàng）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（wū）染物的降解和泥水（shuǐ）的分離。作為處理係統的（de）核心部分，反應池裏麵包括（kuò）微生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統（tǒng）、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行良好，需（xū）要采（cǎi）用一定的計量裝置進行係統的參數控製。計量控製儀器包括流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝（zhuāng）於設備機房內。主要控製進水泵、風機和抽吸泵（bèng）。控（kòng）製（zhì）有手動控製和自動控製兩種形式。進水泵在PLC控製下（xià），根據各反應池水位情況，自動運（yùn）行。抽吸泵運行按預設時間周期間（jiān）歇控製（zhì），當（dāng）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（shì）楊造燕教授及其領導的科研小組曆經10年（nián）時間（jiān）研究開發出來的新型汙水生物處理裝置,該技術（shù）被稱為"21世紀的水處理技術",該項目（mù）曾被列為國家八（bā）·五、九·五重點科技（jì）攻（gōng）關項目並被國（guó）家列為"中國21世紀議（yì）程實施能力及可持續發（fā）展實用（yòng）新技（jì）術",此項技（jì）術（shù）在國內（nèi）處（chù）於領先（xiān）水平,部分指標達到國際領（lǐng）先水平。

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

1、高效地進行固液（yè）分（fèn）離,其分離效果遠好於傳統（tǒng）的沉澱池,出水水質良好,出水（shuǐ）懸浮物和濁（zhuó）度接近於零（líng）,可直接回用,實現了汙水資源化。

2、膜的（de）高效截留作用,使微生物完（wán）全截留在生物反應器（qì）內,實現反（fǎn）應（yīng）器水力停留時間(HRT)和汙泥齡(SRT)的完全分離,運行控（kòng）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一,並取（qǔ）代了三（sān）級處理的全部工藝設施,因此可大幅（fú）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（lǜ）高（gāo）。通過運（yùn）行方式的（de）改變亦可有脫氨和（hé）除磷功能。

5、由（yóu）於泥齡可以非常長,從而大大提高難（nán）降解有機物的降解效率。

6、反應器（qì）在高容積負荷、低汙泥負荷、長泥齡（líng）下運行,剩餘汙泥產量（liàng）極低,由（yóu）於泥齡（líng）可無限長,理論（lùn）上可實現零汙泥排放。

7、係統實現PLC控製,操作管（guǎn）理方便（biàn）

膜生物反應器（MBR）是一種（zhǒng）由膜（mó）分離單元與生物處理單元相結合的新型（xíng）水處（chù）理技術，以膜組件取代（dài）二（èr）沉池在生物反應器中保持高活性汙（wū）泥（ní）濃度（dù）減少汙水處（chù）理設施占地，並（bìng）通過保持低汙泥負荷減少（shǎo）汙泥量。與（yǔ）傳統的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理（lǐ）效率高、出（chū）水水質好；設備緊（jǐn）湊、占地麵積小；易實（shí）現自動控製、運行管理簡單。80年代以來（lái），該（gāi）技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。膜生物反應器己應（yīng）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（děng）。

我（wǒ）國對MBR的研究還不（bú）到十年，但進展十分迅速（sù）。 國內對MBR的研究大（dà）致可分為幾個（gè）方麵：

（1）探（tàn）索不同生物處理工藝（yì）與膜（mó）分離單元的組合形式，生物反應處理工藝從活性汙（wū）泥法擴展（zhǎn）到接（jiē）觸氧化法、生物膜法、活性汙泥（ní）與生物膜相（xiàng）結合的複合式工藝、兩相厭氧工（gōng）藝；

（2）影響處理效（xiào）果與膜汙染的因素、機理及數學模型的研究，探求合適的（de）操作條件與工藝參數，盡可能減輕（qīng）膜汙染，提高膜（mó）組件的處理能力和（hé）運行（háng）穩定性；

（3）擴（kuò）大MBR的應用範圍，MBR的研究對象從生（shēng）活汙水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工業廢（fèi）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同時應用於生活汙水與工（gōng）業廢水處理的研究。 這（zhè）些研（yán）究結果都表明：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（qù）除效果。

我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不（bú）足世（shì）界平（píng）均水平的1/4。在（zài）我國600多個城（chéng）市中，有300餘座城市缺水，真（zhēn）中（zhōng）嚴重缺（quē）水城市有100餘個，年缺水量近60億m3，每（měi）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（zī）源占有量隻有250—480m3/人（rén）.年，低（dī）於全國人均水平的1/5，這一地區（qū）的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因此汙水回（huí）用是緩解華北平原水危機（jī）的重要措施之一。膜生物反應器技術（shù）以其優質的出水水（shuǐ）質（zhì）被認為是具有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而（ér）倍受（shòu）關注。盡管還存在較高的運行費（fèi）用問題，但隨（suí）著膜製造（zào）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（jiàng）低（dī）。如聚乙烯中空纖維膜，新型（xíng）陶瓷膜的開（kāi）發等（děng）已（yǐ）使其成本比以往有很大（dà）降低。另（lìng）一方麵，各種新型膜生物反應器的開（kāi）發也使真運行費用大大降低，如在低（dī）壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧（yǎng）加壓膜生（shēng）物反應（yīng）器相比，其運行費用（yòng）大幅度下（xià）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（yì）嚴格的今天，MBR已（yǐ）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（jì）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（dìng）,高品質。高容積負荷下，停留時（shí）間短，MBR流（liú）程較傳統係統簡單 ，占地麵積減小完全取代沉澱池、砂濾單元，占地麵積較傳統方式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷衝（chōng）擊（jī）能（néng）力強（qiáng），有效處理高濃度有機（jī）廢水在微濾膜過濾下，分離效果遠優於傳統沉澱池（chí）及（jí）砂濾（lǜ）等處（chù）理單元，出水水質良好穩定，懸（xuán）浮物和（hé）濁度低，一般低汙染度市（shì）政廢水處理後，可直接做為中水（shuǐ）道用水或現場資源回收水使用有利於增殖緩慢（màn）的硝化（huà）細菌的截留、生長和繁殖，係（xì）統的硝化效率得以提高（gāo），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，尤其適用於水質管製區內使用微（wēi）濾膜可（kě）攔除大部分細（xì）菌等微生物（wù），減少消毒藥劑添加量及獲（huò）得（dé）安全的（de）回用水 低能耗，操作運轉費（fèi）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（jiǎn）少1/2以上 。低廢棄汙（wū）泥量低於傳統活性汙泥法、排泥周（zhōu）期長、操作彈性大，生物膜管係統屬於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克服變異（yì）性大之（zhī）廢水係統PLC控製（zhì）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 ，可減少生物好氧汙泥池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭味膜分離（lí）大大（dà）提高（gāo）了汙（wū）水的大分子（zǐ）難降解的（de）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理廠進行改（gǎi）造（zào），僅需增設MBR膜組設備（bèi）。

原有程序加入MBR程序

流程變動原程序中有沉澱池兩（liǎng）座、快混（hún）池、慢混池、加壓（yā）浮除、上流式過濾一組、活性炭塔（tǎ）兩座等程序。幾乎可全被MBR持（chí）取代。 將其中一池沉澱池改為平底，置入MBR模組。即可取（qǔ）代原有其他程序。

處理水質更佳 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處理後（hòu）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（xiān）程序複雜，池體（tǐ）與機械眾多，人員操（cāo）作技術性與複雜度高（gāo）。所需人力多。 由MBR池取代後（hòu），反洗由（yóu）PLC自動控製。化學洗程序單純，各組分別實施。人員操作（zuò）管理極容易。

設置成本池體多、機械（xiè）多由原有沉澱（diàn）池體空間運用（yòng）。

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

總述

膜

膜生物反應器的材料分（fèn）為有機（jī）膜和無機膜兩種。膜生物反應器曾遍采用有機（jī）膜（mó），常用的膜材料為（wéi）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，截留分子量一般在2—30萬（wàn）。膜生物反應器截（jié）留分子量越大，初（chū）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，其物化性質也（yě）就確定了，因此，操（cāo）作（zuò）方式就成為影（yǐng）響膜生物反應器膜（mó）汙染的主要因素（sù）。不僅汙泥濃度、混（hún）合液粘度（dù）等影響膜（mó）通（tōng）量，混合液本身的（de）過濾性能，如活性（xìng）汙泥性狀、生物相也影（yǐng）響（xiǎng）膜生物反應器膜通量的衰減（jiǎn）。有（yǒu）研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於改善泥水分離性能（néng），形成體積更大、粘（zhān）性更小的汙泥絮體，減少了膜（mó）堵塞的機會。但絮凝（níng）劑的過量加人會（huì）造成汙泥（ní）活性（xìng）受（shòu）到限製，影響反應器的（de）處（chù）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（gāo）流體的進水流速（sù），減少濃（nóng）差極化，使被截留的溶質及時被帶走。分離式膜生物反應器中，一般均采用錯（cuò）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。與死端（duān）過濾相比，錯流過濾更有（yǒu）助於防止膜麵（miàn）沉積汙染。因此設計合理（lǐ）的流道結構，提高（gāo）膜間液體上升流速，使較大的暖氣（qì）量起到了衝（chōng）刷（shuā）膜表麵的錯流過濾效果對於淹沒（méi）式膜（mó）生物反應器顯得尤為重要。

應用領域

各類飲（yǐn）料工廠、酒（jiǔ）廠（chǎng）、食品廠、畜牧（mù）、屠宰廢水處（chù）理、 n染整、皮革、紙漿廠、製藥業、高濃度（dù）有機（jī）等之廢水處理（lǐ）、汙水廠製程改善，逆滲透係統之前處理（lǐ）、汙水（shuǐ）回收、大型市（shì）政廢水處理及再利用、社區生活中（zhōng）水回用、辦公大（dà）樓中水回用、餐廳或風景區廢水處理及再利用（yòng）、地表水淨（jìng）化（huà）處理、洗（xǐ）車廠船舶汙水回收再利用、放流水直（zhí）接過濾，完全取代砂濾。

操作省人力、逆洗超快、無逆洗（xǐ）水（shuǐ）出現…。降低SS保證至10以下，但往往逼近0

取代傳統RO前處（chù）理。取代純水製造的前處理。

地下水砂粒過濾。

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

BOD去除率超顯著，20以下為（wéi）正常值。

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

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦（nǎo）力（lì）激蕩，如何配套使用。如：養殖業淨水、采礦業、飲水機等等。變（biàn）形（xíng）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（jiàn），及原（yuán）理有不同的分類。下麵我們就（jiù）來了解一下膜生物反應器分類。

從整體上來講，膜生物反應（yīng）器分類有以下幾種：

膜分離生物反（fǎn）應器：膜分離生物反應器用於汙水處理中的固液（yè）分離。

膜曝（pù）氣生物反應器：膜曝氣生物（wù）反應（yīng）器中膜被（bèi）用於氣體質量傳遞（dì），通常是為好氧工藝供氧，可以實（shí）現生物反應器的（de）無泡曝氣，大大（dà）提高反應器的（de）傳氧效率。

萃（cuì）取膜生物反應器：萃取膜生物反應器主要用於工業中優先汙染物的處（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（de）放置（zhì）方式可分為：分體式和一體式膜生物反（fǎn）應器

分體（tǐ）式（shì）膜生物反應器（又稱外置式膜生物反應器）是把生物反應器與膜組（zǔ）件分開放置，膜生物反應器的混合液經增壓（yā）後進入膜組件，在壓力（lì）作用下混合液中的液體透過膜得到係統出水（shuǐ），活性汙泥則被截留，並隨濃縮液回流到生物反應器內。

一體式膜生物（wù）反應器（又稱內置式膜生物反應器（qì））則直接將膜組件置於反應器內，通過的抽吸得到過濾（lǜ）液，膜（mó）表麵（miàn）清洗所需（xū）的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合（hé）液隨氣流向上流動，在膜表麵產生（shēng）剪切力，以減少膜（mó）的（de）汙染。一體式膜生物反應器工藝是汙水生物處理技術與膜分離技術的有機結合。

按照（zhào）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（hǎo）氧膜生物反應器一（yī）般用於城市和工業的（de）處理（lǐ），好氧MBR用於城市汙水處理通常是為了使出水達到回用的（de）目的，而用（yòng）於處理工業（yè）的主要為了去（qù）除一些特別的汙染物，如（rú）油（yóu）脂類汙染物。

厭氧膜（mó）生物發生器（qì）中，通過膜的高效截留，不（bú）僅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的問題（tí），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，厭氧膜生物反應器不再需（xū）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（zǐ）有機物截留在產（chǎn）酸反（fǎn）應器中使水解發酵，因此保持較高的（de）酸化率。厭氧膜（mó）生物反應器廠用於高濃度有機分水的處理效果（guǒ），由於膜生物反應（yīng）器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處理高濃度有機的厭氧膜生物反應器均采用分體式。

反應器特（tè）點

(1)出水水質好，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（ní）法高得多的生物濃（nóng）度，極大地提高了生（shēng）物降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，特別是對難降（jiàng）解（jiě）有（yǒu）機（jī）物（wù）和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方麵，膜生物反應器膜分（fèn）離對小於膜孔（kǒng）徑有機大分子物質的截留作用，能夠確保濾後出水在除菌、消除懸浮物和（hé）降低BOD方麵很穩定。

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

(3)膜（mó）生物反應器（qì）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）泥泥膨脹等因素的影響，操作維（wéi）護簡單方便，且易於實現自（zì）動控製（zhì）管理。

(4)膜生物反應器汙泥處水費用低係統（tǒng）汙泥濃度高，泥齡長，這意味著排（pái）泥量少，產泥量僅占傳統（tǒng）工藝的30%，這對後續的汙泥處理極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用（yòng）於城市汙水的回收淨化，汙水經MBR處理後，出水水質（zhì）已達到建設部（bù）《生活雜用水水質標（biāo）準》，可直接用於綠化（huà）、衝洗、消防、樓房中（zhōng）水回用補（bǔ）充觀賞水體等非飲用水的（de）目（mù）的，MBR具有實現自動控製和操作管（guǎn）理方便等（děng）優點，因此在城市汙水和工業廢水處理與回用等方麵已（yǐ）得到了應用（yòng）。

膜生物反應（yīng）器（MBR）技術是膜（mó）分離技（jì）術（shù）與生物技術有機結合的新型廢水處（chù）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（fèn）子有機物截留（liú）住，省掉二沉池。膜-生物反應器（qì）工藝通過膜的分離技（jì）術大大強化了生物（wù）反應器（qì）的功能（néng），使活性汙泥濃度大大提高，其水（shuǐ）力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。