在汙水處（chù）理，水資源再利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜（mó）分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。

反應（yīng）器介紹

膜生物反應器（（Membrane Bio-Reactor,MBR）為（wéi）膜（mó）分（fèn）離技術（shù）與生物處理技術（shù）有機結合之新型態廢水（shuǐ）處理係（xì）統。以膜組件（jiàn）取代傳（chuán）統生（shēng）物處理技術末端二（èr）沉池，在生（shēng）物反應器中（zhōng）保（bǎo）持高活性汙（wū）泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少汙水處理設施占地麵積（jī），並通過保持低汙泥負荷減少（shǎo）剩餘汙泥量。主要利用膜（mó）分離設備截留水（shuǐ）中的活性汙泥與大分子有機物（wù）。膜生物反應器係統內活性（xìng）汙泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更（gèng）高；汙泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反（fǎn）應器因其有效的截留作用（yòng），可保留世代（dài）周期（qī）較長的（de）微生物，可實現對汙（wū）水深度淨化（huà），同時硝化菌在係統內能充分繁（fán）殖，其（qí）硝化效果明顯，對（duì）深度除磷脫氮提供可能。

反應器用（yòng）途

汙水（shuǐ）處理（lǐ）:中國是一個缺水國家,汙水處理及回用是開發利用水（shuǐ）資源的有效措施。汙水回用是將（jiāng）城市汙水（shuǐ）、工業汙水通過膜生物反應器等設（shè）備處理之後,將其用於綠化、衝洗、補充觀賞水體（tǐ）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（tú）。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（zī）源的充分利用，同時汙水經過就近處理，也可防止汙水在長距離輸送過程中造成汙水滲漏，導致汙染地下水源。汙水（shuǐ）回用已經在世界上許多缺水的地區廣（guǎng）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（jǐng）

進（jìn）水井裏設（shè）置溢流口和進水閘（zhá）門，在來水量超過係統負荷或（huò）者（zhě）處理係統發生事故的情（qíng）況 下，關閉進水（shuǐ）閘門，汙（wū）水直接通（tōng）過溢流口就近排入河道或者市政管網。

格柵

汙水中經常含有大量雜物，為了保證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（cǐ）在係統前設置格柵（shān）,定期將柵渣清理（lǐ）幹淨（jìng）。

調節池

收集的汙水水量和（hé）水質都是隨著時間變化的，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（yīn）此在進入生物處理（lǐ）係統前設計調（diào）節池。調節池內需要定期（qī）清理沉澱物。調節池一般設置溢流，在負（fù）荷過大（dà）的情況下（xià），保證係統 的運行正常（cháng）。

MBR反（fǎn）應池

在MBR反應池裏進行（háng）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，反應池裏麵包括微（wēi）生物菌（jun1）落、膜組件、集水（shuǐ）係統、出水係（xì）統、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（dòng）控製（zhì）加藥量。

計量裝置

為（wéi）了（le）能夠保證係統運行（háng）良（liáng）好，需要采用一定的計量裝置（zhì）進（jìn）行係統的參（cān）數控製。計量控製儀（yí）器包括流量計和水（shuǐ）表等。

電控裝置

電控箱安裝於設備機房內。主要控製進水泵、風機和抽吸泵。控製有手動控製和自動控製兩種形式。進（jìn）水泵在PLC控製下，根據（jù）各（gè）反應池（chí）水位情況，自動運行。抽（chōu）吸泵（bèng）運（yùn）行（háng）按預設時間周期間歇控製，當（dāng）MBR反應池低水位（wèi）時，抽吸泵自動（dòng）停止，以（yǐ）保（bǎo）護膜組器。

反應器工藝

膜生物反應器(MBR)是楊（yáng）造燕教授及其（qí）領導的科研小組曆經10年時間研究（jiū）開發（fā）出來的新型汙水生物處理裝置（zhì）,該技術被（bèi）稱為"21世紀的水處理技術",該項目曾被列為國家八·五、九·五重點科技攻關項目並被國家列為"中國21世紀議程實施能力及（jí）可（kě）持續發展實用新技術",此項技術在國（guó）內（nèi）處於領先水平（píng）,部分指標（biāo）達（dá）到國（guó）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（yòng）膜分離技術取代活性汙泥法中的二沉（chén）池（chí）,進行固液分離。這種工藝不僅有效地達（dá）到了泥（ní）水分（fèn）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、高效地進（jìn）行固液分離（lí）,其分離效果遠好於傳統的沉（chén）澱（diàn）池,出（chū）水水質良（liáng）好,出水懸浮物和濁度接（jiē）近於零,可（kě）直接回用,實現了汙水資源化（huà）。

2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反應器內,實現反應器水力（lì）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（lǐ）的曝氣池（chí）與二沉池合二為一,並取代了三級處（chù）理的全部工藝設施,因此（cǐ）可大幅減少占地麵積,節省土建（jiàn）投資。

4、利於硝化（huà）細菌的截留和繁殖（zhí）,係（xì）統硝化效（xiào）率高（gāo）。通過運行方式的改變亦（yì）可有脫氨和除磷功能。

5、由於泥齡可以非（fēi）常長,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反應器（qì）在高容積（jī）負荷、低汙泥負荷、長泥齡下運行,剩餘汙泥產量極低,由於泥齡可無限長,理（lǐ）論上可實現零汙泥排放。

7、係（xì）統實（shí）現PLC控製,操作管理（lǐ）方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與（yǔ）生物處理單元相結合的新型水處理技術（shù），以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性汙泥濃度（dù）減少（shǎo）汙水處理設施占地（dì），並通過保持低汙泥負荷減少汙泥量。與傳統的（de）生化水（shuǐ）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；設備緊湊、占地麵積小；易（yì）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（jiū）的熱點之一。膜生物反應器己應用於美（měi）國、德國、法國和埃及等十多（duō）個國家，規模從6m3/d至（zhì） 13000m3/d不等。

我國對MBR的研究（jiū）還不到十年，但進展十分迅速。 國內對（duì）MBR的研究（jiū）大（dà）致可分為幾個方麵：

（1）探索不同（tóng）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（yì）從活性汙泥法擴（kuò）展到接觸氧化（huà）法、生物（wù）膜法、活性汙泥與生物膜相結合的複合式工藝、兩相厭（yàn）氧工藝；

（2）影響處理（lǐ）效果與膜汙染的因素、機理及數學模型的研究，探求合（hé）適的操作條件與工藝參數，盡可能減輕膜汙染，提高膜組件的處理能力和運行穩定性；

（3）擴（kuò）大MBR的應用範圍，MBR的研究對象從生活汙水擴展（zhǎn）到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒（jiǔ）廢水）與難降解工業廢水（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。 這些研（yán）究結果都表明：MBR對各（gè）種高（gāo）濃度有機廢水與難降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度等都（dōu）達到良（liáng）好的去除效果。

我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人（rén）.年，不足世界（jiè）平均水平的（de）1/4。在我國600多個城（chéng）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（shuǐ）造成經濟損失約2000億元人民幣。華北地（dì）區人均水資源占（zhàn）有量隻有250—480m3/人.年，低於全國人均水平的1/5，這一地區的所有城市幾乎都麵臨缺水問題。因此（cǐ）汙水回用是緩（huǎn）解華北平（píng）原水危機的重要措施之一。膜生（shēng）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（jì）、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（háng）費用問題，但隨著（zhe）膜製造技術的（de）進步，膜質量的提高和膜（mó）製（zhì）造成本的降低，MBR的投資也會隨之降低。如（rú）聚乙烯中空纖維膜，新（xīn）型陶瓷膜的開發等已使其成本比以往有很大降低。另一（yī）方麵，各種新型膜生物（wù）反應器的開發（fā）也（yě）使真（zhēn）運行費用大大降低，如在低（dī）壓下（xià）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（dà）幅度下降。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。在水環境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的（de）發展潛力，將是新世紀替代傳統廢水（shuǐ）處理技術的有力競爭者。

技術優點

高MLSS與（yǔ）微濾膜過濾下，出水水質穩定,高品質。高容（róng）積負荷下（xià），停留時間短，MBR流程較傳統係（xì）統簡（jiǎn）單（dān） ，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，耐負荷衝擊能力強，有效（xiào）處理高濃度有機廢水在微濾膜過濾下，分離效果遠優於（yú）傳統沉澱池及砂濾等處理單元（yuán），出水水質良好（hǎo）穩（wěn）定，懸浮物（wù）和（hé）濁度低（dī），一般低汙染度市（shì）政廢（fèi）水處理（lǐ）後（hòu），可（kě）直接做為（wéi）中水（shuǐ）道用水或現場資（zī）源回收水使用有利於增殖緩（huǎn）慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖（zhí），係統的（de）硝化效率得以（yǐ）提高，A/O反應下具（jù）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濾膜可攔除大部分細菌等（děng）微生物，減少消毒藥劑（jì）添加量及獲得安全的回用水（shuǐ） 低能耗（hào），操作運轉費用低生物攔截在池內,可取得（dé）較長的SRT高汙泥齡之運轉下,在生物自解下汙泥量減少1/2以上 。低廢棄汙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,可輕易克服變異性大之廢水係（xì）統PLC控製設計，操作維護容易，可實現自（zì）動化控製，便於管理高生物汙泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧汙泥（ní）池之體積 可作封閉（bì）式（shì）設計，低公害，低噪音，低臭味膜（mó）分離大大提高（gāo）了汙（wū）水的大分子難降解的物質處理效率標準移動式模組化（huà）設計，快速簡單的安裝，易於分期擴（kuò）充適用於對於舊有汙水處（chù）理（lǐ）廠進行改造，僅需增設MBR膜組設備（bèi）。

原有程（chéng）序加入MBR程序

流程（chéng）變動原（yuán）程序中有沉澱池兩（liǎng）座、快混（hún）池、慢混池、加壓浮除、上流式過（guò）濾一（yī）組、活性炭塔（tǎ）兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代（dài）。 將其（qí）中一池沉澱池改為平底，置入MBR模組。即可取代原（yuán）有其他程序（xù）。

處理水質更佳 原先至加壓浮除後排放水（shuǐ）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，人員（yuán）操作技術性與複雜（zá）度高。所需人力多。 由MBR池取代後，反（fǎn）洗由PLC自動控製。化學洗程（chéng）序單純，各組分（fèn）別（bié）實（shí）施。人（rén）員操（cāo）作管理極容易。

設置成本池（chí）體多（duō）、機械多由原有沉澱池體空間運用。

耗（hào）材由於機械眾多，複雜，耗材數量大。也必（bì）須活化或更新活性炭。機械數（shù）量少，形式單（dān）純

總述

膜

膜（mó）生物反（fǎn）應器的材料分為有機膜和無機膜兩種。膜生物反應器曾遍采用有機膜，常用的（de）膜材料為聚（jù）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（qì）截留分子量（liàng）越大，初始膜（mó）通（tōng）量越大（dà），但長期運行膜通（tōng）量未（wèi）必越大。

操作（zuò）方式

當膜選定後，其物化性質也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜生（shēng）物（wù）反應器（qì）膜汙染的主要（yào）因素。不僅汙泥濃度、混合液粘度等（děng）影響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性汙泥性狀、生物相也影（yǐng）響膜生物反應器膜通量（liàng）的衰減。有研究表明：粉末（mò）活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助於改（gǎi）善泥水分離性能，形成體積更大、粘性更小的汙（wū）泥（ní）絮體（tǐ），減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量（liàng）加人會造成汙泥活性受到（dào）限製，影響反應器的處（chù）理能力和處（chù）理效果。

水力（lì）學特性

改（gǎi）善膜麵附近料（liào）液的流體力學條件，如提高流體的進水流（liú）速，減（jiǎn）少濃差極化（huà），使被（bèi）截留的溶質（zhì）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（qì）實質（zhì）上是一種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾（lǜ）更有助於防止膜麵沉積汙染。因（yīn）此設計合理的流道結（jié）構，提高膜間液體上（shàng）升流速，使較大的暖氣量起到了衝刷膜表麵的錯流過濾效果對於（yú）淹沒式膜生物反應器顯得尤為重（chóng）要。

應用領域

各類飲料（liào）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（gāo）濃度有機等之廢水處理、汙水廠製程改善，逆滲透係統之前處理、汙（wū）水回收（shōu）、大型（xíng）市政廢水處理及再利用、社（shè）區生活中水回用、辦公（gōng）大樓中水回用、餐廳或風景區廢水處理及再利用、地表水淨化處理、洗車廠船舶汙水回收再利用、放流水直接過濾，完全取代砂濾。

操作省人力、逆洗超快、無逆洗水出現…。降低SS保證（zhèng）至10以下，但往往逼近0

取代傳統RO前處理。取代純水（shuǐ）製造的前（qián）處理。

地下水砂粒過濾。

配合MBR工（gōng）法，不用（yòng）沉澱（diàn）池、汙泥濃縮池、砂濾池等用地節省（shěng）。更大大（dà）去除COD與BOD。尤其對（duì）於

BOD去除率超（chāo）顯著，20以下為（wéi）正常值。

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

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦力激蕩（dàng），如何配套（tào）使用。如：養殖業淨（jìng）水（shuǐ）、采礦業、飲水機等等。變形的中空纖維膜應用，如雨（yǔ）後春筍。

分類

在水處理行業中，膜（mó）生物反應器投入（rù）大規模實際應（yīng）用，膜生物反應器（qì）依據（jù）膜組件，及原理有不同的分類。下麵我（wǒ）們就來（lái）了解一下（xià）膜生物反（fǎn）應（yīng）器分類。

從整體上來講，膜生物反應器分類有以下幾種：

膜（mó）分離生物（wù）反（fǎn）應器：膜分離生物反應器用於汙水處理中的固液分離。

膜曝氣生物反應器：膜（mó）曝氣生物反應器中膜被用於（yú）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（pào）曝氣（qì），大（dà）大提高反應器的（de）傳氧效率。

萃取膜生物反應器：萃（cuì）取膜（mó）生（shēng）物反應器（qì）主（zhǔ）要用於工業中優先（xiān）汙染物的處理，選（xuǎn）擇性透過膜被用於萃取特定的汙染物。

按照膜組件的放置方（fāng）式可分（fèn）為（wéi）：分體式和一（yī）體式膜生（shēng）物反應器（qì）

分體式膜生物反應（yīng）器（又稱外置（zhì）式膜生物反應器（qì））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後進入膜組件，在壓力作用下混（hún）合液中的液體透過膜得到係統出水，活（huó）性汙泥則被截留（liú），並隨濃縮液回流到生物（wù）反應器內。

一體式膜（mó）生物反（fǎn）應器（又稱內置式膜（mó）生物（wù）反應器）則直接將膜組件置（zhì）於反應器內，通過的抽吸得到過濾（lǜ）液，膜表麵清洗所需的錯流由空氣攪動產生（shēng），設置在膜的正下（xià）方（fāng），混合液隨氣流向（xiàng）上流動，在膜表麵產（chǎn）生剪切力（lì），以減（jiǎn）少膜的汙染。一體式膜生（shēng）物反應器工藝（yì）是汙（wū）水生物處理技術與膜（mó）分離技術的有機結合。

按照膜生物反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生（shēng）物反應器

好氧（yǎng）膜生物反（fǎn）應器一般用於城市和工業的處理，好（hǎo）氧MBR用於城市汙水處理通常是為了使出水（shuǐ）達到回用的目的，而用於處理工業的主（zhǔ）要為了去除一些（xiē）特別的汙染物，如油脂類汙染物。

厭氧膜生物發生器中，通過膜的高效截留，不僅解決了厭氧汙泥容易從膜生（shēng）物反應器流失（shī）導（dǎo）致出水水質降低的問題，同時（shí）膜分離（lí）的作（zuò）用還體現（xiàn）在對厭氧反（fǎn）應器的構造與處（chù）理效果的強化方麵。以UASB與膜單元相結合為例（lì），厭氧膜（mó）生物反應器（qì）不再需（xū）要設計的三相（xiàng）分離器來實（shí）現固液氣的分離；而對於（yú）兩相厭（yàn）氧MBR，由於膜分離的作用（yòng）使（shǐ）產酸反應氣中的產酸菌濃度增加，提高了水解發酵能力（lì），同時膜將大分子有機物截留在（zài）產酸反應器中使（shǐ）水解發（fā）酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器廠用於高濃度有機分（fèn）水（shuǐ）的處理效果，由於膜生物反（fǎn）應器缺少曝氣，為了使厭氧汙泥處於懸浮狀態，處理（lǐ）高（gāo）濃度有機（jī）的厭氧膜生物反應器均采用分體式。

反應器特點

(1)出水水質好（hǎo），穩（wěn）定性高（gāo）膜過渡出水使得膜生物反應器內獲得比普通活性汙泥法（fǎ）高得多的生物濃度，極大地提高（gāo）了生物降解能力（lì）和抗負荷衝（chōng）擊（jī）能力。同時，汙泥停留時間較長（zhǎng），這也為難降解有（yǒu）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（zhí）富集，特別是對難降解有機物（wù）和氨氮的去除可以（yǐ）取得理想（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（de）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維持較高的（de）汙（wū）泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統（tǒng）生物處理的（de）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)膜生物反應器操作維護簡單（dān）膜分離單元工藝簡單，出水和運行不受汙泥泥膨脹等因素的影響，操作維護簡單方便，且（qiě）易於實現自動控製管理。

(4)膜生（shēng）物反（fǎn）應器汙泥處水費用低係統汙泥濃度高，泥齡長，這意味著排泥量少（shǎo），產泥量（liàng）僅占傳統工藝（yì）的30%，這對後續的汙泥處理極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用於城市汙水的回收淨化，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》，可直接用於綠化、衝洗、消防、樓房中水（shuǐ）回用補充觀賞（shǎng）水體等非飲（yǐn）用（yòng）水（shuǐ）的目的，MBR具有實現自動控製和操作管理方便等（děng）優點，因此在城市汙水（shuǐ）和工業廢（fèi）水（shuǐ）處理與回（huí）用等方麵已得到了應用。

膜生物（wù）反應（yīng）器（MBR）技術（shù）是膜分離技術與生（shēng）物技（jì）術（shù）有機結合的新（xīn）型廢水處理技術，它（tā）利用膜分離設備將生化反應池中的活性汙泥和大分子有機物（wù）截留住，省掉二（èr）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（wù）反應器的功能，使活性（xìng）汙泥（ní）濃（nóng）度大大提高（gāo），其水力停留時間（HRT）和汙泥停留時間（SRT）可以分別（bié）控製。