在汙水處（chù）理，水資（zī）源再（zài）利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離（lí）單（dān）元與生物處理單元相（xiàng）結合的新型水（shuǐ）處理技（jì）術。

反（fǎn）應（yīng）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型態廢水處理係統。以膜組件取代傳（chuán）統生物（wù）處理技術（shù）末（mò）端二（èr）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（yǒu）機（jī）負荷，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量。主（zhǔ）要利用（yòng）膜分離設備截留水中的（de）活性汙泥與大分子有機物。膜生物反應器係統內活性（xìng）汙泥（MLSS）濃度可提升至（zhì）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）器因其有效的截留作用，可保（bǎo）留世代周期較長的（de）微生物，可實現對汙水深（shēn）度淨（jìng）化，同時硝化菌在係（xì）統內（nèi）能充分（fèn）繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

反應器用途

汙水處理:中國是一個缺水國（guó）家,汙水處理及回用是開發利用水資源（yuán）的有效措施。汙水回用是（shì）將城市（shì）汙水、工業汙水通過膜生物反（fǎn）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（de）,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（kě）得,可免去長距離輸水，而實（shí）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，也可防止汙水在長距離輸（shū）送過程中造成汙水滲漏，導致汙染地下（xià）水源。汙水回用已經在（zài）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（yòng）技術。

組成部分

進水井

進水井裏設置溢流口和（hé）進水閘門，在來水量超過係統（tǒng）負荷或（huò）者處理係統發生事故的情況 下，關（guān）閉進水閘門，汙水直接通過溢流口就近排入（rù）河道或者市政管網。

格柵

汙（wū）水中經常含（hán）有大量雜物，為了保證MBR係統的正常運行（háng），必須將（jiāng）各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔截在係統之外，因此在係統（tǒng）前設置格柵,定期將柵渣清理幹淨。

調節（jiē）池

收集的汙水水量和（hé）水質（zhì）都是隨著時間變化（huà）的，為了保證後續處理係統的（de）正常運行，降低 運行（háng）負荷，需（xū）要對汙水的水量和水質進行調解，因此在進（jìn）入生物處理係統前設（shè）計調節池（chí）。調節池內需要定期清理沉澱物。調節池一般設置溢流，在負荷（hé）過大的情況下，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（yǒu）機汙染物的降解和泥水的分離。作為處理係統的核心部分，反應（yīng）池裏麵包括微生物菌落、膜組件、集水係統、出水係統（tǒng）、曝氣係統（tǒng）。

消毒裝置

根據出水的要求，係（xì）統設計有消毒裝置，可自動控製加藥量。

計量裝置

為了能夠（gòu）保（bǎo）證係統運行良好，需要采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（liàng）計和水表等。

電控裝置

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

反（fǎn）應器工藝

膜（mó）生物反應器(MBR)是楊造燕（yàn）教授及其領導的科研小組曆經（jīng）10年時間（jiān）研究開發出來（lái）的新型汙水生物處（chù）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（bā）·五、九·五（wǔ）重點科（kē）技攻關項目並被國家列為"中國21世紀議程實施能力及可持續（xù）發展實（shí）用新技術",此項技術在國內處於領先水平,部（bù）分（fèn）指標（biāo）達到國際領先水平。

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性汙（wū）泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝不僅（jǐn）有效地達到了（le）泥水分離的目（mù）的,而且具有汙水三級處理傳統工藝不可比擬（nǐ）的優點:

1、高效地進行固液分離（lí）,其分離效果（guǒ）遠好於（yú）傳統的沉澱池,出水水質良（liáng）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（huà）。

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

3、由於（yú）MBR將傳統汙水（shuǐ）處理的曝氣池與二沉池合二為一,並取代了三級（jí）處理的全（quán）部工（gōng）藝設施,因此可大幅減少占地麵積（jī）,節省土建投資。

4、利於硝化細菌的（de）截留和繁殖,係（xì）統硝化效率高。通過運行（háng）方式的（de）改變（biàn）亦可有脫氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以非常長（zhǎng）,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、低汙泥負荷、長（zhǎng）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（shí）現零汙（wū）泥排放。

7、係統實現（xiàn）PLC控製,操作管理方便（biàn）

膜生物反應器（qì）（MBR）是一種由（yóu）膜分離單元與生物處理單（dān）元相結合的新（xīn）型水處（chù）理技（jì）術，以膜（mó）組（zǔ）件取代二沉池在（zài）生（shēng）物（wù）反應器中保持高活性汙泥濃度減（jiǎn）少汙水處（chù）理設施占地（dì），並通過保持低（dī）汙泥負（fù）荷減少汙泥量。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質好；設（shè）備緊湊、占地麵（miàn）積（jī）小；易實現自動控製、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。膜生物反應器己應（yīng）用於美（měi）國、德國、法國（guó）和埃及等十多個國家，規模從（cóng）6m3/d至 13000m3/d不等。

我國對（duì）MBR的研究還不到（dào）十年，但（dàn）進展十分迅速。 國內對MBR的研（yán）究大（dà）致（zhì）可分為幾個（gè）方麵：

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

（2）影響處理效果與膜汙（wū）染的因素、機理及數學模型的研（yán）究，探求合（hé）適的操作條件（jiàn）與工藝參數，盡可能（néng）減輕膜汙染，提高膜組件的處理能力（lì）和運（yùn）行穩定性；

（3）擴大MBR的應用範圍，MBR的（de）研究對象從（cóng）生活汙水擴展到高濃度有（yǒu）機廢水（食品廢水、啤酒廢水（shuǐ））與難降解工（gōng）業廢水（石化（huà）汙水、印染（rǎn）廢水等），但以生活汙水的處理為主。

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

我國人均水資（zī）源擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水平的1/4。在我國（guó）600多個城（chéng）市（shì）中，有300餘座城（chéng）市缺水，真中嚴重缺水城市有100餘個（gè），年缺水量（liàng）近60億m3，每年因缺水造成經濟損失約2000億元人民幣。華北地區人均水（shuǐ）資源占有量隻有250—480m3/人.年（nián），低於全國（guó）人均水平的1/5，這一地區的所有城市幾乎都（dōu）麵臨缺水問題。因此汙水回（huí）用是緩（huǎn）解華（huá）北平原水危機的重要措施（shī）之一。膜生物反應（yīng）器技術以其優質的出水水質被認為是具有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而倍受關注。盡管還存在較高的運行費用（yòng）問題，但隨著膜（mó）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。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶（táo）瓷膜的開發等已使（shǐ）其成本比以往有很大降低。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（fèi）用大大降低，如在低壓下運行的重力（lì）淹沒式MBR、厭（yàn）氧MBR等與（yǔ）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，從長遠的觀點來看，膜生物（wù）反（fǎn）應器在水（shuǐ）處理中應用範圍必將越來越廣。在水環（huán）境標準日益嚴格的今天，MBR已（yǐ）顯示出其巨大的發展潛力（lì），將是新世紀替代（dài）傳統廢水處理技術的有力競爭者。

技術優點（diǎn）

高（gāo）MLSS與微濾膜（mó）過（guò）濾下，出水水質穩定,高品質。高（gāo）容（róng）積負荷下，停（tíng）留時間短，MBR流程較傳（chuán）統係（xì）統簡單 ，占地（dì）麵積減小（xiǎo）完全取代沉澱池、砂濾（lǜ）單元，占地麵積較傳統方式節省30%，

反應池內MLSS濃度可（kě）達10000mg/L以上（shàng），耐負（fù）荷衝擊能力（lì）強，有效處（chù）理高濃度有機（jī）廢水（shuǐ）在微濾膜過濾下，分離效果（guǒ）遠優於傳統沉澱池（chí）及砂（shā）濾等處理單元，出水水質良好穩定，懸浮物和濁度低，一般低汙染度市政廢水處理後，可直（zhí）接（jiē）做為中（zhōng）水（shuǐ）道（dào）用水或現場資源回收水（shuǐ）使用有利於增殖緩慢的硝化細（xì）菌的截留、生長和繁（fán）殖，係（xì）統的硝化（huà）效率得（dé）以提高，A/O反應下具高效脫 氮的功能。A/O、A2O法（fǎ）可有（yǒu）效去除（chú）氨氮與磷，尤（yóu）其（qí）適用於水質管製區內使用微濾膜可攔除大部分細菌等微生物，減（jiǎn）少消（xiāo）毒藥劑添加量及（jí）獲得安（ān）全（quán）的回用水 低能耗，操作運轉費用（yòng）低生物攔截（jié）在池內,可取得較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下（xià）汙泥（ní）量減少1/2以上 。低廢棄汙泥量低於（yú）傳（chuán）統活性汙泥（ní）法、排泥周期長、操作彈性大（dà），生物膜（mó）管係統屬於絕對過濾係統及高MLSS,可輕易克服變異性（xìng）大之廢（fèi）水係統（tǒng）PLC控製設（shè）計（jì），操作維（wéi）護容易，可實現自動化控製，便於管理高（gāo）生物汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可（kě）減少生物（wù）好氧汙泥池之體積 可作（zuò）封閉式設計，低公害，低噪音，低臭味膜分離大大提高了（le）汙（wū）水的大分子難降解的物質處理效率標準移動式（shì）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（jìn）行改造，僅需增設MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序

流程變（biàn）動原（yuán）程序中有沉澱池兩座、快（kuài）混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一組（zǔ）、活性炭塔（tǎ）兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代（dài）。 將其中一池沉澱池改（gǎi）為平（píng）底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理水質更佳 原先至（zhì）加壓浮（fú）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 原先程序複雜，池體與機械眾多，人（rén）員操作技術性與複雜度（dù）高。所需人（rén）力多。 由MBR池取代後，反洗由PLC自動（dòng）控製。化學洗程序單純，各組分別實施。人（rén）員操（cāo）作管理極容易。

設置（zhì）成（chéng）本池體多、機械多由原（yuán）有沉澱池（chí）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。機械數量少，形（xíng）式單純

總述

膜

膜生物反（fǎn）應（yīng）器的材料（liào）分為有機膜和無（wú）機膜（mó）兩種。膜生物反應（yīng）器曾（céng）遍（biàn）采用有機膜，常（cháng）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（yīng）器截留分子量越大，初始膜通量（liàng）越大，但長期運（yùn）行（háng）膜通量未必越大。

操作方式

當（dāng）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應器膜汙染的主要因素。不僅汙泥濃度、混合（hé）液粘度等影響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性（xìng）汙泥性狀、生物相也影響膜生物反應器（qì）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（gèng）大（dà）、粘性更小的汙泥絮體，減少了膜堵塞的（de）機（jī）會（huì）。但絮凝劑的過量加人會造成汙泥活性受到限製，影響反應器的處理能（néng）力和處理效果（guǒ）。

水力學特性

改善膜麵（miàn）附近料液的流體力（lì）學條件，如提高流（liú）體的進水流速，減少（shǎo）濃差極化，使（shǐ）被（bèi）截留的（de）溶質及時被帶走。分離式膜生物反應器中，一般均采用錯流過濾的方式；而一體式膜生物反應器實質上是一（yī）種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流（liú）過濾更有助於防止膜麵沉積汙染。因此設（shè）計合理的流道結構，提（tí）高膜間（jiān）液體上升流速（sù），使較大的暖氣量起到了衝刷膜（mó）表麵（miàn）的錯流（liú）過濾效果對於淹沒（méi）式膜生物反應器顯得尤為重要。

應用領域

各類飲（yǐn）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、高濃度有機等之廢水處理、汙水廠製程改善，逆滲透係統之前（qián）處理、汙水回收、大型市政廢水處理及再利用、社區生活中水回用、辦（bàn）公大樓中（zhōng）水回用、餐廳或風景區（qū）廢水處理及再利用（yòng）、地表水淨化處理、洗（xǐ）車廠船舶汙水回收再（zài）利用、放流水直接過濾，完全取代砂（shā）濾。

操作省人力、逆洗超快、無逆洗水出現…。降低SS保證至10以下，但往往逼近0

取代（dài）傳統RO前處理。取代純（chún）水製造的（de）前處理（lǐ）。

地下（xià）水砂粒過濾。

配合MBR工法，不用沉澱池、汙泥濃縮池、砂濾池等用地節省（shěng）。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（zhèng）常值。

MBR工藝再（zài）配合A/O、A2/O工藝，可大舉降低氮（dàn）與磷，適用在（zài）水質與（yǔ）水源保護區。

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

分類

在水處理（lǐ）行業中，膜生（shēng）物反應器投入大規模（mó）實際應用，膜生物反應器依據膜組件，及原理有不同的分類。下麵我們就來了解一（yī）下膜生物反應器（qì）分類。

從整體上（shàng）來講，膜（mó）生物反應器分類有以下幾種：

膜分離生物反應器：膜分離生物反應器用於汙水（shuǐ）處（chù）理中的固液分離。

膜曝氣生物反應器：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（yǎng），可以（yǐ）實現生物反應器的無泡曝氣，大大提（tí）高反應器的傳（chuán）氧效率。

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

按照膜組（zǔ）件的放置方式可分為：分體式和一體式膜生物反應器

分體式膜生物反應器（又稱外置式（shì）膜（mó）生物反應器（qì））是把生物（wù）反應器與膜組件分開放（fàng）置，膜生物反應器的混（hún）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膜得到係統出水，活性汙泥則被截（jié）留，並隨濃縮液回流到生物反應器（qì）內。

一體式膜生物反應器（又稱內置式（shì）膜生物反應器）則直接將膜組件置於反應（yīng）器內，通過的抽吸得到過濾（lǜ）液（yè），膜表麵清（qīng）洗所需的錯流由空氣攪動（dòng）產（chǎn）生，設置在膜的正下方，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。一體式膜生物反應器工藝是汙水生物（wù）處理技術與膜分離技術（shù）的有機結合（hé）。

按照膜生物反應器是否需（xū）氧：可分（fèn）為好氧（yǎng）和厭氧膜生物反（fǎn）應器

好氧膜（mó）生物反應器一般用於（yú）城市和工業的處理，好氧（yǎng）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（yòng）於處理工業的主要為了去除一些特別的汙（wū）染物，如油脂類汙染物（wù）。

厭氧膜生物發生器中，通（tōng）過（guò）膜的高效（xiào）截留，不僅（jǐn）解決了厭氧汙泥容易從膜生物反（fǎn）應器流失導致出水水質降低（dī）的問（wèn）題，同時膜分離的作用還體現在對厭氧反應器的構（gòu）造與處理（lǐ）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要設計的三相分（fèn）離器來（lái）實（shí）現固液氣的分離；而對於兩相厭氧MBR，由於膜分離的作（zuò）用使產酸反應氣中的產酸菌濃度增加（jiā），提高了水解發酵能力，同時（shí）膜將大分子有機物截留在產酸反（fǎn）應器中使（shǐ）水解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物（wù）反應器廠用於高濃度有機分水的處理效果，由於膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧汙（wū）泥處於懸浮（fú）狀態，處理高濃度有（yǒu）機的厭氧膜生物反應器均采（cǎi）用分體式。

反應器特點

(1)出水水質（zhì）好（hǎo），穩定（dìng）性高膜過渡出水使得膜生物反應器內獲得比普通活（huó）性汙（wū）泥法高得多的生（shēng）物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗（kàng）負荷衝（chōng）擊能力。同時，汙泥停留時間較長，這也為（wéi）難降解有機物（wù）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，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取（qǔ）得理想效果。另一方麵，膜生（shēng）物反應器膜分離對小於膜孔徑有機大分（fèn）子物質的截留作用，能夠確保濾後出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方麵很穩定。

(2)占地少膜生物反應器可以（yǐ）維持較高的汙泥（ní）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，出水和運行不受汙泥（ní）泥膨脹（zhàng）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（qì）汙（wū）泥處水費（fèi）用低係（xì）統汙泥（ní）濃度高，泥齡長，這（zhè）意味（wèi）著排泥量少，產泥（ní）量僅占傳（chuán）統工藝的30%，這對後續的汙泥處理極（jí）為有利。

膜生物反（fǎn）應器(MBR)主要應用於城市（shì）汙水的回收淨化，汙水經MBR處理後，出水水質已達到建設部《生活雜用水水質標準（zhǔn）》，可直接用於（yú）綠化（huà）、衝洗、消防（fáng）、樓房中水回用補充觀（guān）賞水體（tǐ）等非飲用水（shuǐ）的目的，MBR具有實現自（zì）動控製和（hé）操作管理（lǐ）方便等優點，因此（cǐ）在城市汙（wū）水和工業廢水處理與回用等方麵已得到了應用。

膜生物（wù）反應器（MBR）技術是（shì）膜分離技術與生物技術有機結合的（de）新型廢水處理技術，它利用膜分（fèn）離設備將生化反應池中的活性（xìng）汙泥和大（dà）分子有機物截留住，省掉二（èr）沉池。膜-生物反應器工藝通（tōng）過（guò）膜的（de）分離技術大（dà）大強化了生（shēng）物反應器（qì）的功能，使活性汙泥濃度大大（dà）提高，其水力停留時間（HRT）和汙泥（ní）停留時間（SRT）可以分別控製。