在汙水處理，水資（zī）源再利用領域，MBR又稱（chēng）Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元與生物處理（lǐ）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處理技（jì）術有機結合之新型（xíng）態廢水處理係統。以膜組（zǔ）件取代傳統生物處理（lǐ）技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性汙泥濃度，提高生物處理有機負（fù）荷，從而減少汙水處理設施占地麵積，並通過保（bǎo）持低汙泥（ní）負荷減少剩餘汙泥（ní）量。主（zhǔ）要利用膜分離設（shè）備截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，甚至更高；汙泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應（yīng）器因其有效的截（jié）留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實（shí）現對汙水深（shēn）度（dù）淨（jìng）化，同（tóng）時硝化菌（jun1）在係統內（nèi）能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度（dù）除磷（lín）脫氮提供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是一個缺水國家,汙水處理（lǐ）及回用是開發利（lì）用水資源的（de）有效措（cuò）施。汙水（shuǐ）回用是將城市汙水、工業汙水通過（guò）膜生物反應器等設備處理之後,將其用於（yú）綠化、衝洗、補充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水（shuǐ）用於飲用等高水質（zhì）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（lì）用，同時汙水經過就近處理，也可防止汙水在長距離輸送（sòng）過程中造成汙水滲漏，導致汙染（rǎn）地下水源。汙水回（huí）用已經在世界上許多缺水的地區廣泛采用,被認為21世紀汙水處理最實用技術。

組成部分

進水（shuǐ）井

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

格柵

汙（wū）水中經常含有大量雜物，為了保（bǎo）證MBR係統的正常運（yùn）行，必（bì）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（qián）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是隨著時（shí）間變化的，為了保證後續處理係統的正常運行（háng），降低 運行負荷，需要對汙水的水（shuǐ）量和（hé）水質進行調解，因此在進入生物處理（lǐ）係（xì）統（tǒng）前設（shè）計調節池。調節池內需（xū）要定期清理沉澱物。調節池一般設置溢流，在負（fù）荷過大的情況下，保證係（xì）統 的運行正常（cháng）。

MBR反應池

在MBR反應池裏進行著有機汙（wū）染（rǎn）物的降解和泥水的分離。作為處理係統的核心部（bù）分，反應池裏（lǐ）麵（miàn）包括微生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統、曝（pù）氣係統。

消毒（dú）裝置

根據出水的要求，係統（tǒng）設計有消毒裝置，可自動（dòng）控製加藥量。

計量裝置

為了能夠保證係（xì）統運（yùn）行（háng）良好，需（xū）要采用一定的計量裝置進行係統的（de）參數控製。計量控製儀器包括流量計和水表等。

電控裝（zhuāng）置

電控箱安裝於設備機房（fáng）內。主要控製進水泵（bèng）、風機和抽吸泵。控製（zhì）有手動控製和（hé）自動（dòng）控製兩種形式。進水泵（bèng）在PLC控製下，根據各反應池水位情況（kuàng），自動運行。抽吸（xī）泵運（yùn）行按預（yù）設時間周期間歇控製，當（dāng）MBR反（fǎn）應池低水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜組器。

反（fǎn）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（xiǎo）組曆（lì）經10年時間研究開發出來的新型汙水（shuǐ）生物處理裝置,該技術被稱為"21世紀的水處（chù）理技術",該項目曾被列（liè）為國家八·五、九·五重點（diǎn）科（kē）技攻關項目並被國（guó）家列為"中國21世紀議程實施（shī）能力（lì）及（jí）可持續（xù）發展實用新技術（shù）",此項技術在國（guó）內處於領先水平,部分指標達到國際（jì）領先水平（píng）。

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

1、高效地進行固液分離,其分離效果遠好於傳統的沉（chén）澱池,出（chū）水水質良好,出水懸浮物和濁度接近於零,可直接回用,實現了汙水資源化。

2、膜的高效截留作用（yòng）,使微生物完全截（jié）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)的完全分離,運行控製靈活穩定。

3、由於MBR將傳統汙水處理的（de）曝氣池與二沉池合二為一,並取代了三級處（chù）理（lǐ）的全部工藝設施,因此可大幅減少占（zhàn）地麵積,節省土（tǔ）建投資。

4、利於硝（xiāo）化細（xì）菌的（de）截留和繁殖,係統硝化效率高。通過運（yùn）行方式的改變亦（yì）可有（yǒu）脫氨（ān）和除磷功能。

5、由（yóu）於泥齡可以非常長（zhǎng）,從而（ér）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（hé）、長泥齡下運行,剩餘汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理論上可實現零汙（wū）泥（ní）排放。

7、係統實現PLC控製,操作管理方便

膜生物反應器（qì）（MBR）是一種由膜分離單元（yuán）與生物處（chù）理單元相結（jié）合的新型水處理技術，以膜組（zǔ）件取代二沉池在生物反應器中保持高活性汙（wū）泥濃度減少汙水處理（lǐ）設施占地，並通過保持低汙泥（ní）負荷減少汙（wū）泥量。與傳統（tǒng）的生化水處理技術（shù）相（xiàng）比，MBR具有以下主（zhǔ）要特點：處理效率高（gāo）、出水水質好；設備緊湊、占地麵積小；易實現（xiàn）自動控製、運行（háng）管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到（dào）重視，成為研究的熱點之一。膜生物反應器己應用於美國、德（dé）國、法國和埃及等十多個國家，規模從（cóng）6m3/d至 13000m3/d不（bú）等（děng）。

我（wǒ）國對MBR的研究（jiū）還不到十年，但進展（zhǎn）十（shí）分迅速。 國內對MBR的研究（jiū）大致可分為幾個（gè）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（gōng）藝從活性汙泥法擴展到接觸（chù）氧化法、生物膜法、活性（xìng）汙泥與生物膜相結合的複合式工藝、兩相（xiàng）厭氧工藝；

（2）影響處理效果與膜汙染的因素、機理及數學模（mó）型的研究，探求合（hé）適（shì）的操作條（tiáo）件與（yǔ）工藝參數，盡（jìn）可能（néng）減輕膜汙染，提高膜（mó）組件的處理能力和運（yùn）行穩定性；

（3）擴大MBR的應用範圍，MBR的（de）研（yán）究對象從生活汙水擴展到高濃度有機（jī）廢水（shuǐ）（食品廢水、啤（pí）酒廢水（shuǐ））與難降解工業廢水（石化汙水、印染（rǎn）廢水等（děng）），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（chù）理的研究。 這些研究（jiū）結果都表明：MBR對各種高濃度有（yǒu）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（xiào）果。

我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平（píng）均水平的1/4。在我國600多（duō）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（shī）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（nián），低（dī）於全國人（rén）均水平的1/5，這一地區的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因此汙水回用是緩解華北平原水（shuǐ）危機的重要措施之一。膜生物反應器技術以（yǐ）其優質的出水水質被認為是具有（yǒu）較好經濟、社會和環境效益的（de）節水技術而倍受（shòu）關注。盡管還存在較高的運行費（fèi）用問題，但隨著膜製（zhì）造技術的進步，膜質量的提高和膜製造成本（běn）的降低，MBR的投資也（yě）會隨之降低。如（rú）聚乙烯中（zhōng）空纖（xiān）維膜，新型陶（táo）瓷膜的（de）開發等已使（shǐ）其成本比以往有很大降低。另一方麵，各種新型膜（mó）生物反應器的開發也使真運行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹（yān）沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓（yā）膜生物反（fǎn）應器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠（yuǎn）的觀點來看，膜生物反應器在水處（chù）理中（zhōng）應用範圍必將越來越廣。在水環境標準日益嚴格的（de）今天，MBR已顯示出其巨大的發展潛力，將是新世紀替代傳（chuán）統廢水處理技（jì）術的有力競爭者。

技術優點（diǎn）

高MLSS與微濾（lǜ）膜過濾下（xià），出水水質穩定,高品質。高容積負荷（hé）下，停留時間（jiān）短，MBR流程較（jiào）傳統係統簡（jiǎn）單 ，占地麵積減（jiǎn）小（xiǎo）完全取代沉（chén）澱池、砂濾（lǜ）單（dān）元，占地麵積較傳統方式節省30%，

反應池內（nèi）MLSS濃度可（kě）達（dá）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濾膜過濾下，分離效果遠優於傳統沉澱池及砂濾等處理單元，出水（shuǐ）水質良好穩定，懸浮物和濁度低，一般低汙染度市政（zhèng）廢水處理後，可直接做為中水道用水或現（xiàn）場資（zī）源回收水使用有利於增（zēng）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反應下（xià）具高效（xiào）脫 氮的功能。A/O、A2O法可有（yǒu）效（xiào）去除氨氮與磷，尤其適用於水質管製區內使（shǐ）用微濾膜可攔（lán）除大部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得安全的回用水 低能耗，操作（zuò）運轉費用低生物攔截在池內,可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生（shēng）物（wù）自解下汙泥量減少（shǎo）1/2以上 。低廢棄汙（wū）泥量低於傳統活性（xìng）汙泥法、排泥周期（qī）長、操作彈性大，生（shēng）物膜管係統屬於絕對過濾係（xì）統及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢（fèi）水係統PLC控製設計，操作維（wéi）護容易（yì），可實現自動化控製，便於管理高生物汙泥操作濃（nóng）度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙泥池之體積（jī） 可作封閉式設（shè）計，低公害，低噪音，低臭味膜分離大大（dà）提高了汙水的大分子難降（jiàng）解的物質（zhì）處理效率標準移（yí）動式模組化設計，快速簡（jiǎn）單的安裝，易於分期擴充適用（yòng）於對於舊有汙水處理廠（chǎng）進行改造，僅需增設（shè）MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序（xù）

流（liú）程變動原程序中有沉澱池兩座、快混池、慢（màn）混池、加壓浮除、上（shàng）流式過濾一組、活性炭（tàn）塔兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一池沉澱（diàn）池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序（xù）。

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（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（chéng）序複雜，池體與機械眾多，人員操作技術性與複雜度高。所需人力多。 由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（shī）。人員操作管理極容易。

設置成本池體多（duō）、機械多由（yóu）原有沉澱池體空間（jiān）運用。

耗（hào）材（cái）由於機械（xiè）眾（zhòng）多，複雜，耗（hào）材數量大。也必須活（huó）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（liào）分為有機膜和無機膜（mó）兩種。膜生物反應器曾遍采用有機膜，常用的膜（mó）材料為聚乙烯（xī）、聚丙烯等。分離式膜生物（wù）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（dà），初始膜通量（liàng）越大，但（dàn）長期運行膜通量未必越（yuè）大。

操作方式

當膜選定後，其物化性質也就確（què）定了，因此，操作方式就成為影響膜生物反（fǎn）應器膜汙染的主要因素。不僅汙泥濃度（dù）、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身的（de）過濾性能（néng），如活性汙（wū）泥性狀（zhuàng）、生物相也影響膜生物反應器膜通（tōng）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，形成體積更大、粘（zhān）性更小的汙泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過（guò）量（liàng）加人會（huì）造成汙泥（ní）活性受到限製，影響反（fǎn）應器的處理能力和處理效果。

水力學特性

改（gǎi）善膜麵附近料（liào）液的（de）流體力學條件，如提高流體的進水流速（sù），減（jiǎn）少濃差極化（huà），使被截留的溶（róng）質（zhì）及時被帶（dài）走。分離（lí）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（zhì）上（shàng）是（shì）一種死（sǐ）端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有（yǒu）助（zhù）於防止膜麵沉積（jī）汙染。因此設計合理的流道結構，提（tí）高膜間液體上（shàng）升（shēng）流（liú）速，使較大的暖氣量起到了衝（chōng）刷膜表麵的（de）錯流過濾效果對（duì）於（yú）淹沒式膜生物反應器顯（xiǎn）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（shuǐ）處理、 n染整、皮革、紙漿廠、製藥業、高濃（nóng）度有（yǒu）機等之廢水處理、汙水廠製（zhì）程改善（shàn），逆滲透係統之前處理、汙水回收、大型市（shì）政廢水處理及再利（lì）用、社區（qū）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（jí）再利用、地表水淨化處理（lǐ）、洗車廠船舶汙水回收再利用、放流（liú）水直接過濾，完全取代砂濾（lǜ）。

操作省人力、逆洗（xǐ）超（chāo）快、無逆洗水出現（xiàn）…。降低SS保（bǎo）證至10以下，但往往逼近0

取代傳統RO前處理。取代純水製造的前處理。

地下（xià）水砂粒過濾。

配合MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮池、砂濾池等用（yòng）地節（jiē）省。更大大去除COD與BOD。尤其（qí）對於

BOD去除率超顯著，20以下為正常值。

MBR工藝再配合A/O、A2/O工藝，可（kě）大舉降低氮與磷，適（shì）用在水質（zhì）與水源保護區。

在歐、美、大陸蓬（péng）勃發展，大家都在腦力激蕩，如何配（pèi）套（tào）使用。如：養殖業淨水、采礦業、飲（yǐn）水機等等。變形的中空纖（xiān）維（wéi）膜應用，如（rú）雨後春筍。

分類

在水處理行業中，膜生（shēng）物反應器投（tóu）入大規模實際應用，膜生物反應器依據膜組（zǔ）件，及原理有不同的分類。下麵我們就來（lái）了解一下膜生物（wù）反應器分類。

從整體（tǐ）上來講，膜生物反應器分類有以下（xià）幾種：

膜分離生物反應器：膜分離生（shēng）物反應器用於汙水（shuǐ）處理（lǐ）中的固液分離。

膜曝氣（qì）生物反（fǎn）應器：膜（mó）曝氣生物反應器中膜被用於氣體質量傳遞，通常是為好氧工藝供氧，可以實現生物反應器的無泡曝（pù）氣，大（dà）大提高反應器的傳（chuán）氧效率。

萃取膜生物反應器：萃取膜生物反應器主要用於工業中優先汙染（rǎn）物（wù）的處理，選擇性透（tòu）過膜被用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（qì）

分體式膜生物（wù）反應（yīng）器（qì）（又（yòu）稱外置（zhì）式膜生物反（fǎn）應器）是把生物反（fǎn）應器與膜組件分開放置，膜生物反應（yīng）器（qì）的混合液經增壓後進入膜組件（jiàn），在壓力作用（yòng）下混合液中的液體透（tòu）過膜得到係統出水，活性汙泥則被截留，並（bìng）隨濃縮液回流到生物反應器內。

一體式膜（mó）生物反應器（又稱內置式膜生物反應器）則直接將膜組件置於反應器內，通過的（de）抽吸得到過濾液，膜表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設置在膜（mó）的正下方，混合液隨氣流向上流動，在膜表麵產生剪切力，以減少膜的汙染。一（yī）體式膜生物反應器工藝是汙水生物處理技術（shù）與膜分離技術的有機結合。

按照膜生物反應器是否需氧：可分為好氧（yǎng）和（hé）厭氧膜生物反（fǎn）應器（qì）

好氧膜生物反應器一般用於城市和（hé）工業的處理，好氧MBR用於城市汙水處理通常是為了使出水達到回用的目的，而用於處理工業的主要為了去除一些特（tè）別的汙染物，如油（yóu）脂類汙染物。

厭氧膜（mó）生物（wù）發生器中，通過膜的高效截留，不僅解決了厭（yàn）氧汙泥容易從膜生物反應器流失導致出水（shuǐ）水質降低的問題，同時膜分離的作用還體現在對厭（yàn）氧反應器的構造與處理效（xiào）果的強（qiáng）化（huà）方麵。以UASB與（yǔ）膜單元相結合為例，厭氧膜生物反應器不（bú）再需要設計的三相分（fèn）離（lí）器（qì）來實現（xiàn）固液氣的分（fèn）離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜分（fèn）離的作用使（shǐ）產酸反（fǎn）應氣中（zhōng）的產酸菌濃度增加，提高了水解發酵（jiào）能力，同時膜將大分子有機物截留在產酸反應器中使水（shuǐ）解發酵，因此保（bǎo）持較高的酸（suān）化率（lǜ）。厭氧膜生物反應器廠用於高濃度有機分水的處理效果，由於膜（mó）生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處理（lǐ）高濃度有機的厭氧膜生物反應器均采用（yòng）分體式。

反應器特點

(1)出水水質好，穩定性高膜過渡出水使得膜生物反（fǎn）應器內獲得比普通活性汙泥法高得多的生物（wù）濃度，極大地（dì）提高了生物降解能力和抗負荷衝擊能力。同時，汙泥停留時間較（jiào）長（zhǎng），這也為難（nán）降解（jiě）有（yǒu）機物分解菌（jun1）和硝化菌等增殖速度慢的微生物得（dé）以在（zài）反（fǎn）應器內繁殖富集，特（tè）別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取得理想效（xiào）果。另一方（fāng）麵，膜生物反應器膜分離（lí）對小於膜孔徑有（yǒu）機大分子物質的截留作用，能夠確保濾（lǜ）後出水在除菌、消（xiāo）除懸浮物和降低BOD方麵很穩定。

(2)占（zhàn）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，同時係統省去了二沉池和汙泥回（huí）流設備，因而占地麵積省（shěng）。

(3)膜生物反應器操作維（wéi）護簡單膜分離單元工藝簡單，出水（shuǐ）和運行不受汙泥（ní）泥膨脹等因素的影響，操作維護簡單方便，且易於實現自動控製管理。

(4)膜生物反應器汙泥處水費用低係統汙泥濃度高，泥（ní）齡（líng）長，這意味著排泥量少，產泥量僅占傳統工（gōng）藝的30%，這對後續的汙泥處理極為有利。

膜生（shēng）物反應器(MBR)主要應用於城市汙水的回收淨化，汙（wū）水經MBR處理後，出水水質已達到建設部（bù）《生活（huó）雜用水水質標準》，可直接用於綠化、衝（chōng）洗、消防（fáng）、樓房中水回（huí）用補充觀賞水（shuǐ）體等非飲用水的目（mù）的，MBR具有實現自動控製和操作管理方便等優（yōu）點，因此在城市汙水（shuǐ）和工業廢水處理與回用等方麵已得到了應用。

膜生物反應器（qì）（MBR）技（jì）術是膜分離技術與生物技術有機結（jié）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）的活性汙泥和大分子有機（jī）物截（jié）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應器（qì）的功能，使（shǐ）活性汙泥濃度大大提高，其水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別控製。