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理單元相結（jié）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處理技術有機結合之新（xīn）型態廢水處（chù）理係統。以膜組件取（qǔ）代（dài）傳統（tǒng）生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活（huó）性（xìng）汙泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少（shǎo）汙水處理設施占地麵（miàn）積，並（bìng）通過保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（shuǐ）中的活性汙泥與大分子有機物。膜生物反（fǎn）應器係統（tǒng）內活性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；汙泥齡（líng）(SRT)可延長至30天以上（shàng）。

膜生物反應器（qì）因其有效的截留作用（yòng），可保留世代周期較長的微生物，可實現對汙水（shuǐ）深度淨化（huà），同時硝化菌在係（xì）統內能充分繁殖，其硝化效果明顯（xiǎn），對深度除磷（lín）脫（tuō）氮提供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是一個缺水國家,汙水處理及回（huí）用是開發利用水資源的有效措（cuò）施。汙（wū）水回用是將城市汙（wū）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、補充觀（guān）賞水體等非飲用目的,而將清潔水用（yòng）於飲用等高水質要求的用途。城市汙水、工業汙水就近可得,可免去長距離輸水，而實現就近處理實現水資源的充分利用，同時汙水經過（guò）就近處理，也可防止汙（wū）水在（zài）長距離輸送過程中造成（chéng）汙水滲漏，導致（zhì）汙染地下水（shuǐ）源。汙水回用已經在世界（jiè）上許多缺水的地區廣泛采用（yòng）,被認為（wéi）21世紀汙（wū）水處理最實用技術。

組成部分

進水（shuǐ）井

進水井裏設置溢流口和進水閘門，在來水量超過係統（tǒng）負（fù）荷或（huò）者處理係統發生事（shì）故的情（qíng）況 下，關閉進水閘門，汙水直接通過溢流口就近排入河道或者（zhě）市政管（guǎn）網。

格柵

汙水中經常含有大量雜物（wù），為（wéi）了保證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，因此在係統前設置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節池

收集的汙（wū）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（tǒng）的正常運行，降低 運行負荷，需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（chén）澱物。調節池一般設置（zhì）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（yīng）池裏（lǐ）進行著有機汙染物的降解和泥水的分離。作為處理係統的核（hé）心（xīn）部分，反應（yīng）池裏（lǐ）麵包括微生物菌（jun1）落、膜組件、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒裝置

根據出水的要求，係（xì）統設計（jì）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（tǒng）運（yùn）行良好，需要采用一定的（de）計量裝置（zhì）進行係統的參數控製。計量控製儀（yí）器（qì）包括流量計和水表等。

電控裝置

電（diàn）控箱安裝於設備機房內（nèi）。主要（yào）控製進水泵、風機和抽吸泵。控製有手動控製（zhì）和自動控製兩種形式。進水泵在PLC控製下，根（gēn）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間歇控製（zhì），當MBR反應池低水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜組（zǔ）器。

反應器工藝

膜生（shēng）物反應器(MBR)是楊造燕教授及其領導（dǎo）的科研小組曆（lì）經10年時間研究開發出來的（de）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",該項目曾被列為國家八·五、九·五重（chóng）點（diǎn）科（kē）技攻關項目（mù）並被國家列為"中國21世紀議（yì）程實施能（néng）力及（jí）可持續發展實用新技術",此（cǐ）項技術在國內處於（yú）領先水平,部分指標達到國際領先水平。

MBR是膜（mó）分離技術與生物處理法的高效結合,其（qí）起源是用膜分離技術取（qǔ）代活性汙泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝不僅有（yǒu）效地達到了泥（ní）水分離的目的,而且具有汙水三級處理傳統工藝不可比擬的優（yōu）點:

1、高效地（dì）進行固液分離,其分（fèn）離效果（guǒ）遠好於傳統的沉澱池,出水水（shuǐ）質（zhì）良好,出水懸浮物（wù）和濁度接近於零（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（wēi）生物完全截留（liú）在（zài）生物反應器內,實（shí）現（xiàn）反應器水力停留時間(HRT)和汙泥齡(SRT)的完全分離,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（èr）為一,並取代了三級（jí）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,係統硝化效率高（gāo）。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有機物的降解效率。

6、反應器在高容積負（fù）荷（hé）、低汙泥負荷、長泥齡（líng）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,操作管理方便

膜生物反（fǎn）應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單（dān）元相結（jié）合（hé）的新型（xíng）水處理技術，以膜組件取代二（èr）沉池在生（shēng）物反應器（qì）中保持高活性汙泥濃度減少汙（wū）水處理設施占（zhàn）地，並通過保持低（dī）汙泥負荷（hé）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（yào）特點：處理效率高、出水水質好；設備緊（jǐn）湊、占地麵積小；易（yì）實現自動控製、運行管理簡單。80年（nián）代以來，該技術愈來愈受到重視，成（chéng）為研究的（de）熱點之一。膜生物反應器己應用於美國、德國、法國（guó）和埃（āi）及等（děng）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的研究大致可分為幾個方麵：

（1）探索不同生物處（chù）理工藝與膜分（fèn）離單元的組（zǔ）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（wù）膜（mó）法、活性汙泥與生物膜相結合的複合式工藝、兩相厭氧工藝；

（2）影（yǐng）響處理效果與（yǔ）膜汙染的因素、機理（lǐ）及數學（xué）模型的研（yán）究（jiū），探求合適的操作條件與工（gōng）藝參數，盡可能減輕膜汙染，提高膜組件的處（chù）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（huó）汙（wū）水（shuǐ）擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與（yǔ）難降解工業廢水（石化汙水、印染廢水等），但以生（shēng）活汙水的處理（lǐ）為主。

在我國，MBR同（tóng）時應用於（yú）生活汙水與工業廢水處理的研究。 這些研究結果都表明：MBR對各種高（gāo）濃度有（yǒu）機廢水與難降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度等都達（dá）到良好的去除效果。

我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水平的（de）1/4。在我國600多個城市（shì）中（zhōng），有300餘座城市缺水，真中嚴（yán）重缺（quē）水城市有100餘個（gè），年（nián）缺水量近60億m3，每年因缺（quē）水造成（chéng）經濟損失約2000億元人民幣。華北地區人（rén）均水資源（yuán）占有量隻有250—480m3/人.年，低於全（quán）國（guó）人均水平的1/5，這一地區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的重要措施之一（yī）。膜生物反應器技術以其（qí）優質的出水水質被認（rèn）為是具有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而倍受關注。盡管還（hái）存在較高的運行費用問題，但（dàn）隨著膜製造技（jì）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。如聚乙烯中空纖維膜，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，各種新（xīn）型膜生（shēng）物反應器的開發也使真（zhēn）運行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭（yàn）氧MBR等與傳統的好氧加壓膜生物反應器相比，其（qí）運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜生物反應（yīng）器在水處（chù）理中應用範圍必將越來越廣。在水（shuǐ）環境標準日（rì）益（yì）嚴格的今天，MBR已顯示（shì）出其巨大的發展潛力，將是新世紀替代傳統廢水處理技術的（de）有力（lì）競爭者。

技（jì）術優點

高MLSS與微濾膜過（guò）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代（dài）沉（chén）澱池、砂濾單元，占地麵積較傳統方式節省（shěng）30%，

反應池（chí）內MLSS濃（nóng）度可達10000mg/L以（yǐ）上，耐負荷（hé）衝擊能力強，有效處理高濃（nóng）度有機廢水在微濾膜（mó）過濾下，分離效果遠優於傳統沉澱池及（jí）砂濾等處理單元（yuán），出水（shuǐ）水質良（liáng）好穩定，懸浮（fú）物和濁度低，一般低汙（wū）染度市政廢水處理後，可直接做（zuò）為中（zhōng）水（shuǐ）道用水（shuǐ）或現場資源回收（shōu）水使用有利於增（zēng）殖緩慢的硝化細菌的（de）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 氮的功能。A/O、A2O法可（kě）有效去除氨（ān）氮（dàn）與磷，尤其適用於水質管製區內使用微濾膜可攔除大部分細（xì）菌等微生物，減少消毒藥劑添加（jiā）量及獲得安全（quán）的回用水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在池內,可取得（dé）較長的SRT高汙泥（ní）齡（líng）之運轉下,在生物自解下汙泥量減少（shǎo）1/2以上 。低廢棄汙泥（ní）量低於傳（chuán）統（tǒng）活性汙泥（ní）法、排（pái）泥周期長、操作彈性大，生物膜管係統屬於絕對過（guò）濾係統及（jí）高（gāo）MLSS,可輕（qīng）易克服變異性大之廢水係（xì）統PLC控製設計，操作維（wéi）護容易，可實現自動（dòng）化控製（zhì），便於管理高（gāo）生物汙泥（ní）操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙泥池之體積 可（kě）作封閉式設計（jì），低公害，低噪音，低臭味膜分離（lí）大大提高了汙水的（de）大分子難降解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理廠進行改造，僅需增設MBR膜組設備（bèi）。

原有程序加入MBR程序（xù）

流程變動原程序（xù）中有沉澱池兩座、快混（hún）池、慢混池（chí）、加壓（yā）浮除、上（shàng）流式過濾一組（zǔ）、活性炭塔兩座等程（chéng）序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一（yī）池沉澱池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理水（shuǐ）質更佳 原先至（zhì）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，成本更低 原先程（chéng）序複雜（zá），池體與機械眾多，人（rén）員操作技術（shù）性與複雜度高。所需人力多。 由MBR池取代後，反洗由PLC自（zì）動控（kòng）製。化（huà）學洗程序單純，各組分別實施。人員操作管（guǎn）理極容易。

設置成本（běn）池體多、機械多由原有沉澱池（chí）體空間運用。

耗材由於機械眾（zhòng）多，複雜（zá），耗（hào）材數（shù）量大。也必須活（huó）化或（huò）更新活性炭。機（jī）械數量少，形式單純

總述

膜

膜生物反應器的材料分為（wéi）有機膜和無機膜（mó）兩種。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。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。膜生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（tōng）量未必越大。

操作方式

當膜選定後，其物（wù）化性質也就確定了，因此，操作（zuò）方式就成為影響膜生（shēng）物反應器膜（mó）汙染的主要（yào）因素。不僅汙泥濃度、混合液粘度等影（yǐng）響膜通量，混合（hé）液本身的過濾（lǜ）性能（néng），如活性汙泥性狀、生物相也影響膜生物反應器膜通量的衰（shuāi）減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於改善泥水分離性能，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（níng）劑的過量加人會造成（chéng）汙泥活性受到限製，影響反應（yīng）器的（de）處（chù）理能力和處理效果。

水力學特性

改（gǎi）善膜麵附近料液的流體力學條（tiáo）件，如提高流體的進水流速，減少濃（nóng）差（chà）極化，使被截留的溶質及（jí）時被帶走。分離式膜生物反應器（qì）中，一般均采用錯（cuò）流過濾的方式；而（ér）一體式膜生物反應器實質上是一種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助（zhù）於（yú）防止膜（mó）麵沉積汙染（rǎn）。因此設計合理的流道結構，提高膜間（jiān）液體上升流速，使較大的暖氣量起到了衝刷膜（mó）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

各類飲料工廠、酒廠、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮（pí）革、紙漿廠（chǎng）、製藥業（yè）、高濃度有機等之廢水處理、汙水廠製程改善，逆滲透（tòu）係統之前處理、汙水回收、大型市政廢水處理及再利用、社區生活中水（shuǐ）回用、辦公大樓（lóu）中水回用、餐廳或風景區廢水處理（lǐ）及再利用、地表水淨化處理、洗車廠船舶（bó）汙水回收再利用、放（fàng）流水直接過濾，完全取代砂濾。

操作省（shěng）人力、逆洗（xǐ）超快、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。取代純水製造的前處理。

地下水砂粒過濾。

配合MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮（suō）池、砂濾池（chí）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（zhèng）常值（zhí）。

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

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦力激蕩，如何（hé）配套使用。如：養殖業淨水（shuǐ）、采礦業、飲水機等等。變形的中空纖維（wéi）膜應用，如雨後春筍。

分類

在水處理行業（yè）中，膜生（shēng）物反應器投入大（dà）規模實際應用，膜生物反應器依據膜組件，及原（yuán）理有不同的分（fèn）類。下麵我（wǒ）們就來了解一下膜生（shēng）物反應器分類。

從整體上來講，膜生（shēng）物反應器分類（lèi）有（yǒu）以下幾種（zhǒng）：

膜分離生物反應器：膜分離生物反應器用於汙（wū）水處理中的固液分離。

膜曝氣生（shēng）物反應器：膜曝氣生物反應器中膜（mó）被用於氣體質量傳遞，通（tōng）常是（shì）為（wéi）好氧工藝（yì）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。

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

按（àn）照膜組件的（de）放置方式可分為：分體（tǐ）式（shì）和一體式膜生物反應（yīng）器

分體式膜生物反應器（又稱外（wài）置（zhì）式膜生物反（fǎn）應器）是把生物反應器與膜組件分開放置，膜（mó）生物（wù）反應器的混合液經增壓（yā）後進入膜組（zǔ）件，在壓力作用（yòng）下混合液中的液（yè）體透過膜得到（dào）係統出水，活性汙泥則被截留，並隨濃縮液回流到生物反應器內。

一體式膜生物反應器（又稱內置（zhì）式（shì）膜生物反應器）則直接（jiē）將膜組件置於（yú）反應器內，通過的抽（chōu）吸得到過濾液，膜表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設（shè）置在膜的正下方，混合液隨（suí）氣流向上流動，在膜表麵產生剪（jiǎn）切力，以（yǐ）減少膜的汙染。一體（tǐ）式膜生物反應器工藝是汙水生物處理技術（shù）與（yǔ）膜分離技術的有機結合。

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

好氧膜生物反應器一般用（yòng）於城市和工業的處理，好氧MBR用於城市汙水處理（lǐ）通常是為了使出水達到回（huí）用的目的，而用於處（chù）理工業的主要（yào）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（zhōng），通（tōng）過膜的高效截留，不僅解決了厭氧汙泥容易（yì）從膜生（shēng）物（wù）反應器流失導致出水水質降低的問題，同（tóng）時（shí）膜分離的作用還（hái）體現在對厭氧反應器的構造與處理效果的強化方麵。以UASB與膜單元（yuán）相結合（hé）為例（lì），厭（yàn）氧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（xiàng）厭氧（yǎng）MBR，由於膜分離的作用使（shǐ）產（chǎn）酸反應氣中的產酸菌濃度增加，提高了水解發酵能力，同時膜將大分子有機（jī）物截留在產酸反（fǎn）應器中使水解發酵（jiào），因此保持較高的酸化（huà）率。厭氧膜生物反應器廠用（yòng）於高濃度有機分（fèn）水的處理（lǐ）效果，由於膜生物反應器缺（quē）少曝氣，為了（le）使厭氧（yǎng）汙泥處於懸浮（fú）狀態，處理高濃度有機的厭氧膜生物反應器均采用（yòng）分體式。

反應器特（tè）點（diǎn）

(1)出水水質好，穩（wěn）定性高膜過渡出水（shuǐ）使得膜生物反應器內獲得比普通活性汙泥法高得多（duō）的（de）生（shēng）物濃度，極大地提高了（le）生物降解能力和抗負（fù）荷衝擊能力。同時，汙泥停留時間較長，這也（yě）為難降解有機物分解菌和硝（xiāo）化菌等增殖速度慢的微生物得（dé）以在反應器內繁殖富（fù）集，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取得（dé）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機大分子物質的截留作用，能（néng）夠確保濾後出水在除菌（jun1）、消除懸（xuán）浮物（wù）和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地少膜生物反應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，同（tóng）時係統省去了二沉池（chí）和汙泥回流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物反應器操作（zuò）維護簡單（dān）膜分離單元工藝簡單，出水（shuǐ）和（hé）運行不受汙泥泥膨脹等（děng）因素的影響，操（cāo）作維護（hù）簡單方便，且易於實現自動控製（zhì）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（zhe）排泥量少（shǎo），產（chǎn）泥（ní）量僅占傳統工藝的30%，這對後續的汙泥（ní）處理極為有利。

膜（mó）生物反應器(MBR)主要應用於（yú）城市汙水的（de）回收淨化，汙水經（jīng）MBR處理後，出水水質（zhì）已達到建設（shè）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（yòng）水（shuǐ）的（de）目的，MBR具有實現自動控製和操作管理方便等優點，因此在城市汙（wū）水和工業廢水處理與回用等方麵已得到（dào）了（le）應用。

膜生物反應（yīng）器（MBR）技術是膜分離技術與生物技術有機（jī）結合的新型廢水處理技術，它利（lì）用膜（mó）分離設備將生化反應池中的活性汙泥和大分子有（yǒu）機物（wù）截留住，省掉二沉池。膜-生物（wù）反應器工（gōng）藝（yì）通過膜的分離技術大大強化了（le）生物反應器（qì）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）可以分（fèn）別（bié）控（kòng）製。