在汙水處（chù）理，水資源再利用領（lǐng）域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分（fèn）離單元與生物處理單元（yuán）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（zhī）新型態廢水處理係統（tǒng）。以膜組（zǔ）件取代傳（chuán）統生物處理（lǐ）技術末端二沉池，在生物（wù）反應器中保持高活性汙泥濃度，提高（gāo）生物（wù）處理有機負荷（hé），從而減少汙水處理設施（shī）占地麵積，並通過保持低汙泥負荷減少剩餘汙泥（ní）量。主要利用膜分離設備截留水中的活性（xìng）汙泥與大分子有機（jī）物。膜生物反應器係統（tǒng）內活性汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；汙泥齡(SRT)可延長至30天（tiān）以上。

膜生物反應器因其有效的（de）截留（liú）作用，可保留世代周期較（jiào）長（zhǎng）的微生物，可實現對汙水深度淨化（huà），同時硝化菌在（zài）係統內（nèi）能充分（fèn）繁殖，其硝化效果（guǒ）明顯，對深度除磷（lín）脫氮提供可（kě）能。

反應器用途

汙（wū）水處理:中國是一個缺水（shuǐ）國家,汙水處理及回（huí）用是開（kāi）發利用水資源的有效措施。汙水回用是（shì）將城（chéng）市汙水、工業汙水通過膜生物反應器等（děng）設備處理之後,將其用（yòng）於綠化、衝洗、補充觀賞水體等非（fēi）飲用目的,而將清（qīng）潔水用（yòng）於飲用等高水（shuǐ）質要求的用途。城市汙水、工業汙水就近可得,可免去長距（jù）離（lí）輸水（shuǐ），而實現（xiàn）就近處理實現水資源的充分利用，同時汙水經過就近（jìn）處（chù）理，也可防止汙水在長距離輸送過（guò）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缺水的地區（qū）廣泛采用,被認為21世紀汙水處理最實用技術。

組成部分

進水井

進水井裏設置溢（yì）流口（kǒu）和進（jìn）水閘門，在來水（shuǐ）量超過（guò）係統（tǒng）負荷或（huò）者（zhě）處理係統發生（shēng）事故的情況 下，關閉進水閘（zhá）門，汙水直接通過溢流口就近排入河道或者市政管網。

格柵

汙水中經常含有（yǒu）大量（liàng）雜物，為了保證MBR係統的正常運行，必（bì）須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔截（jié）在係統之外（wài），因此在係統前設置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節池

收（shōu）集的（de）汙水水量和水質都是（shì）隨著時間變化（huà）的，為了保證後續處理係統的正常運行，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（shēng）物（wù）處理係統前設計調（diào）節池。調（diào）節池內需要（yào）定期清理沉澱（diàn）物。調節池一般設置（zhì）溢（yì）流，在負荷過大（dà）的（de）情況下，保證（zhèng）係統 的運行正常（cháng）。

MBR反應池

在MBR反應池裏進行（háng）著有（yǒu）機汙染物（wù）的降解和泥水的分離。作為處理係統的核心部分，反應池裏麵（miàn）包括微生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統、曝氣係統。

消毒（dú）裝置（zhì）

根據出水的要求（qiú），係統設計（jì）有消毒裝置，可自動控製加藥量。

計量裝（zhuāng）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行係統的（de）參數控製。計量控製儀器包（bāo）括流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝於設備機房（fáng）內。主要（yào）控製進水（shuǐ）泵、風機和抽吸泵。控製有手動控製和自動控製兩種形式。進水泵在PLC控製下，根據各（gè）反應池（chí）水位（wèi）情況，自動運（yùn）行。抽吸泵運行按預設時間周期間歇控製，當MBR反應池低水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜組器。

反應（yīng）器工（gōng）藝

膜生物反應器（qì）(MBR)是楊造燕教授及其領導的科研小組曆（lì）經10年時間研（yán）究（jiū）開發出來的新型（xíng）汙水（shuǐ）生物處理裝置,該技術被稱為"21世紀的水處理技術",該（gāi）項目（mù）曾被列為國家八·五、九·五重點科技攻關（guān）項目並被國家列為"中國21世紀議程實施能力及可（kě）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先水平。

MBR是膜分離技術與生物處理法的高（gāo）效（xiào）結合,其起源是用（yòng）膜分（fèn）離（lí）技（jì）術取代活性汙泥法中的（de）二沉池,進行固液分（fèn）離。這種工藝不僅有效地達到了泥水分離的目的（de）,而且具有汙水三（sān）級處理傳統工藝不（bú）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澱（diàn）池,出水（shuǐ）水質良好,出水懸浮物和濁度（dù）接（jiē）近（jìn）於零,可直（zhí）接回用,實現了汙水資源化。

2、膜的高效截留（liú）作用,使微生物（wù）完全截留在生物反應器內,實現反應器水力停留時間（jiān）(HRT)和汙泥齡(SRT)的完全分離,運行控製靈活（huó）穩定。

3、由於（yú）MBR將傳統汙水處理的（de）曝氣池與二沉（chén）池（chí）合二為一,並取代了三（sān）級處理的全（quán）部工藝（yì）設施,因此可大幅減少占地（dì）麵積,節省土建投資。

4、利於硝化細菌的（de）截留和繁殖,係統硝化效率高。通過（guò）運（yùn）行方式（shì）的改變亦可有脫氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以（yǐ）非常長,從而大大提高難降解有機物的降解效（xiào）率。

6、反應器在高容積負荷、低汙泥負荷、長泥齡（líng）下（xià）運行,剩餘（yú）汙泥產量極低,由於泥齡可無限（xiàn）長,理論上（shàng）可實現零汙泥排放。

7、係統實現PLC控製,操作管理方（fāng）便

膜生物反（fǎn）應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元（yuán）相（xiàng）結合的新型水（shuǐ）處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保（bǎo）持高活性汙泥濃度減少汙（wū）水處理設施占地（dì），並通過保持低汙泥負荷減少汙泥量（liàng）。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率（lǜ）高（gāo）、出水水質好；設備（bèi）緊湊（còu）、占地麵（miàn）積小；易實現自動（dòng）控製、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研（yán）究的熱點之一。膜生物反應器己（jǐ）應用於美國（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（duì）MBR的研究還不到（dào）十年，但進展十分迅速。 國內對MBR的研究大致可分為幾個（gè）方麵（miàn）：

（1）探索不同生物處理工藝與膜分離（lí）單元的組（zǔ）合形式，生（shēng）物反（fǎn）應處理工藝從（cóng）活性汙泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性汙（wū）泥與生物膜相結合的複合式工藝、兩相厭氧工藝；

（2）影響處理效果與膜汙染的因素、機（jī）理及數學模型的研究，探求合適的操作條件與工（gōng）藝參數，盡可（kě）能減輕膜汙（wū）染，提高膜（mó）組件的處理能力和（hé）運行穩定性；

（3）擴大（dà）MBR的應用範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴展到高濃（nóng）度有機廢水（食品廢水、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（huó）汙（wū）水的處理為主。

在我國，MBR同時應用於生（shēng）活汙水與工業廢水處理的研究。 這些研（yán）究結果都表明：MBR對各種（zhǒng）高濃度有機廢水與難（nán）降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度（dù）等都達到良好的去除（chú）效果。

我國人均（jun1）水（shuǐ）資源擁有量僅為2250m3/人.年（nián），不足世界平均水平的1/4。在我國600多個城市中（zhōng），有300餘座城市缺水（shuǐ），真中嚴重缺水城市（shì）有100餘個，年缺水量近60億m3，每年因缺水造成經濟損失約2000億元人民幣（bì）。華北地區人均水資源（yuán）占（zhàn）有（yǒu）量隻有250—480m3/人.年，低於全國人均水平的1/5，這（zhè）一地區的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因（yīn）此汙水回用是緩解華北平（píng）原水危機（jī）的重要措施之一。膜生物反應器技術以其優質的出水（shuǐ）水質被認為是具有較好經濟、社會和（hé）環境效益的節水技術而（ér）倍受關（guān）注。盡管還存在較高的運行費用問題，但隨著膜（mó）製（zhì）造技術的進步，膜質量的提高和膜製造成本的降低（dī），MBR的投資也會隨之降（jiàng）低（dī）。如聚乙烯（xī）中空（kōng）纖維膜，新（xīn）型陶瓷膜的開發等已使其成本比以往有很（hěn）大降低（dī）。另一方麵，各種新（xīn）型膜生物反應器的開發也使真運（yùn）行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統（tǒng）的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行（háng）費用大幅度下降。因此，從長（zhǎng）遠的觀點來看，膜生物反（fǎn）應器在水處（chù）理中應用範圍必將越來越廣。在水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的發展潛力，將是新世紀（jì）替代（dài）傳（chuán）統（tǒng）廢水處理技術（shù）的有力競爭者。

技術優點

高MLSS與微（wēi）濾膜過濾下，出水水質穩定,高（gāo）品質。高容積負荷下，停留時間短，MBR流程（chéng）較傳統係統簡單 ，占（zhàn）地麵積（jī）減小完（wán）全取代沉澱池、砂濾單元，占（zhàn）地麵積較傳統方式節省30%，

反應池（chí）內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷（hé）衝擊能力強，有效處（chù）理高濃度有機廢水在微濾膜過（guò）濾下，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（hé）濁度低，一（yī）般低汙染度（dù）市政廢水處理後，可直接（jiē）做為（wéi）中水道（dào）用水或現場資源回收水使（shǐ）用有利於增殖緩慢（màn）的硝化細（xì）菌的截留、生長和繁殖，係統（tǒng）的（de）硝化效率得以提（tí）高，A/O反應下具高效脫 氮的功能。A/O、A2O法可有效（xiào）去除氨氮與磷，尤其適用於水質管製區內使用微濾膜可（kě）攔（lán）除大部分細菌（jun1）等微生（shēng）物，減少消（xiāo）毒藥劑添加量及獲得安全的回用水 低能耗，操作運轉費用低生物攔截在（zài）池（chí）內,可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下（xià）,在生物自解下汙泥（ní）量減少1/2以上 。低廢棄汙泥量低於傳統活性汙（wū）泥法、排泥周期長、操作彈性（xìng）大，生物（wù）膜管係（xì）統屬於絕（jué）對過（guò）濾係統及高MLSS,可輕易（yì）克服變異性（xìng）大之廢（fèi）水係統PLC控製設計，操作維護（hù）容易（yì），可實現自動化控製，便於管理（lǐ）高（gāo）生物（wù）汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少（shǎo）生物好氧（yǎng）汙（wū）泥（ní）池之體積 可作封閉式設計，低公（gōng）害，低噪音，低臭味膜分離大大提高了（le）汙水的大分（fèn）子難降解的物質處理效率（lǜ）標準（zhǔn）移動式模組化設計，快速簡單的安裝，易於分期擴充（chōng）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。

原有程序加入MBR程（chéng）序

流程變動原程序中（zhōng）有沉澱池兩座、快混池、慢混池、加（jiā）壓浮除、上流式（shì）過（guò）濾一組、活性炭塔兩座等程序（xù）。幾乎可全被MBR持取代。 將其（qí）中一池沉澱池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程（chéng）序。

處理水質更佳 原先至加壓浮除後（hòu）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（lǐ）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（xiān）程序複雜（zá），池體與機械眾多，人（rén）員操作技（jì）術性與複（fù）雜度高。所需人（rén）力多。 由（yóu）MBR池取代後，反洗由（yóu）PLC自動控製。化學洗程序單純，各（gè）組分別實施。人員操作管理極容易。

設（shè）置成本池體多、機械多由原有沉澱池體空間運用。

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

總述

膜

膜生物反應器的材料分為有機膜和（hé）無機膜兩種。膜（mó）生物反（fǎn）應器曾遍采（cǎi）用有機膜，常用（yòng）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（zài）2—30萬。膜生物反應器截留分子量越大，初始膜通量越大，但長期運行膜通量未必（bì）越大。

操作方式

當膜選（xuǎn）定後，其物（wù）化性質（zhì）也就確定了，因此，操（cāo）作方式（shì）就成為（wéi）影響膜生物反應器膜汙染的主要因素。不僅汙泥濃度、混合液粘度等影響膜通量（liàng），混合液本身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物相也影響膜生物反應器膜通（tōng）量的衰減。有研究表明：粉（fěn）末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於改善泥（ní）水分離性能，形成體積（jī）更大、粘性更小的汙泥絮體，減少了膜（mó）堵塞的機會。但絮凝劑的過（guò）量加人會（huì）造成汙泥活性受到限製（zhì），影響反應器的處理（lǐ）能力（lì）和處（chù）理（lǐ）效果。

水力學特性

改善膜麵附近料液（yè）的流體力學條件，如提（tí）高流體（tǐ）的進水流速，減少濃（nóng）差極化，使被截留的溶（róng）質（zhì）及時被帶走。分離式膜生物反（fǎn）應器中，一般均采用（yòng）錯流過濾的方式；而一體式膜生（shēng）物反應器實（shí）質上是一（yī）種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾（lǜ）更有助於防止膜麵沉積（jī）汙染。因此設計合理的流道結構，提（tí）高膜間液體上升（shēng）流速，使較大的暖氣量起到了衝刷膜表麵的錯流過濾效果對於淹沒式膜生物反應器（qì）顯得尤（yóu）為（wéi）重要。

應用（yòng）領域

各類飲料工廠、酒廠、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 n染整、皮革、紙漿廠、製藥業、高濃度有機（jī）等之廢水處理、汙（wū）水廠製程改（gǎi）善，逆滲透係統之前處理、汙水（shuǐ）回收、大型（xíng）市政廢水處理及再利用、社區生活中水回用、辦公大樓中水回用、餐廳或（huò）風景區廢水（shuǐ）處理及再利用、地表水淨化處理、洗（xǐ）車廠船（chuán）舶汙水回收再利用、放流水直接過濾，完全取代砂濾。

操作省人力（lì）、逆洗超快、無逆洗水出現…。降低SS保證至10以下，但往往（wǎng）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（lǜ）。

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

BOD去除率超顯著，20以下（xià）為正常值。

MBR工藝再配合A/O、A2/O工（gōng）藝，可大舉降低氮與磷，適用在水質與（yǔ）水（shuǐ）源保護區。

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦力激（jī）蕩，如何配套使用。如（rú）：養殖業（yè）淨水、采礦業、飲水機（jī）等等。變形的中空纖維膜應用，如雨後春（chūn）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（qì）依據膜組件，及原理有不（bú）同（tóng）的分類。下麵我（wǒ）們就來了解一下膜生物反（fǎn）應器分類。

從整體上來講，膜生物反應器分（fèn）類（lèi）有以下幾種：

膜分離（lí）生物反應器：膜分離生物反應器用於（yú）汙水處理（lǐ）中的（de）固液分離。

膜曝氣生（shēng）物反應器：膜曝氣生物（wù）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（wú）泡曝氣，大大提高反應器（qì）的傳氧（yǎng）效率。

萃取膜生物反（fǎn）應器：萃取膜生物反應器主要用於工業中優先汙染物的處理，選擇性透過膜（mó）被（bèi）用於萃取特定的（de）汙染物。

按照膜組件的放置方式可分為：分（fèn）體式和一體式膜生物反應器

分體式膜生物（wù）反應器（又稱外置式膜生（shēng）物反（fǎn）應器）是把生物反應器與膜組件分開放置，膜（mó）生物反應器的混（hún）合液經增（zēng）壓後進入膜組（zǔ）件，在壓力作用下混合（hé）液中的（de）液體（tǐ）透過膜得到係統出（chū）水，活性汙泥則被截留，並隨（suí）濃縮液回流到生物反應器內。

一體式膜生（shēng）物反應器（又稱內置式膜生物反應器（qì））則直接（jiē）將膜（mó）組件置於反應器內，通過的抽吸（xī）得到過（guò）濾液，膜（mó）表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的（de）正（zhèng）下方，混合液隨氣流向上（shàng）流動，在膜表麵產生剪切力，以減少膜的汙染。一體式膜生物反應器工藝是（shì）汙水生物處理技術與膜分離技術的（de）有機結合。

按照膜生物反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物（wù）反應器

好氧膜生物反應器一（yī）般（bān）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（qù）除一（yī）些特別的汙染物，如油脂類汙染物。

厭氧膜生物發生器中，通過膜（mó）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水水質降低的問題，同時（shí）膜分離（lí）的（de）作用還體現在（zài）對厭氧反應器的構造與處理效果的強（qiáng）化方麵。以UASB與膜單元相結合為例，厭氧膜（mó）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（fèn）離；而（ér）對於兩相厭氧MBR，由（yóu）於膜分離的作用使產酸反應氣中的產酸菌（jun1）濃度增加，提（tí）高了水解發酵（jiào）能力，同時膜將（jiāng）大分（fèn）子有機物截留在產酸反應器（qì）中使（shǐ）水解發酵，因此保持較（jiào）高的酸化率。厭氧膜生物反（fǎn）應器廠用於高濃度有機分水的處（chù）理效果，由於膜生（shēng）物反（fǎn）應器缺少曝氣，為了使厭（yàn）氧（yǎng）汙泥處於懸浮狀態（tài），處理高濃（nóng）度有機的厭氧膜生物反應器（qì）均采用分體（tǐ）式。

反應器特點

(1)出水水質好，穩定性高膜過渡出水使（shǐ）得膜生物反（fǎn）應器（qì）內獲得（dé）比普通活性汙泥法高得多的生物（wù）濃度，極大地（dì）提（tí）高了生物降解能力和抗負荷衝擊（jī）能力。同時，汙泥停留時間較長，這也為難降解有機物分（fèn）解（jiě）菌和（hé）硝化菌等增殖速度慢的（de）微生物得以在反應器內繁（fán）殖富集，特別是對難降解（jiě）有機物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方麵，膜生物（wù）反應器（qì）膜分離對小於（yú）膜孔徑有機大分子物質的截留作用，能夠確保濾後出水在除菌（jun1）、消除（chú）懸浮物和降低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（lǐ）的2.5～5倍，同時係統省去（qù）了二沉池（chí）和汙（wū）泥回流設備，因而占地麵積省。

(3)膜生物反應器操作維（wéi）護簡（jiǎn）單膜分離單元工藝簡（jiǎn）單，出水和運行不受汙泥泥膨脹等因素的影響，操作維（wéi）護簡單方便，且易（yì）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（tǒng）汙泥濃度高，泥齡（líng）長，這意味（wèi）著排泥量（liàng）少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這對後（hòu）續的汙泥處理極（jí）為有（yǒu）利。

膜（mó）生物（wù）反應器(MBR)主要應用於（yú）城市汙水的回收淨化，汙水經MBR處理後（hòu），出水水質已達（dá）到建設部（bù）《生活雜用水水質標準》，可直接用於綠化、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（zì）動控製和操（cāo）作管理（lǐ）方便等優點，因此在城市汙水和工業廢水處理（lǐ）與（yǔ）回用等方麵已得到了應用。

膜生物反（fǎn）應器（qì）（MBR）技術是膜分離技術（shù）與生物技（jì）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（chí）中的活性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器（qì）工（gōng）藝通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能，使活性汙泥濃度大大提高，其水力停（tíng）留時間（HRT）和汙泥停留（liú）時（shí）間（SRT）可以分別控製。