在污水處理，水資源再利用領域，MBR又稱Membrane Bio-Reactor ）,是一種由膜分離單元與生物處理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術有機結合之新型態廢水處理系統。以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器系統內活性污泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現對污水深度凈化，同時硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

反應器用途

污水處理:中國是一個缺水國家,污水處理及回用是開發利用水資源的有效措施。污水回用是將城市污水、工業污水通過膜生物反應器等設備處理之后,將其用于綠化、沖洗、補充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水用于飲用等高水質要求的用途。城市污水、工業污水就近可得,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，同時污水經過就近處理，也可防止污水在長距離輸送過程中造成污水滲漏，導致污染地下水源。污水回用已經在世界上許多缺水的地區廣泛采用,被認為21世紀污水處理最實用技術。

組成部分

進水井

進水井里設置溢流口和進水閘門，在來水量超過系統負荷或者處理系統發生事故的情況 下，關閉進水閘門，污水直接通過溢流口就近排入河道或者市政管網。

格柵

污水中經常含有大量雜物，為了保證MBR系統的正常運行，必須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔截在系統之外，因此在系統前設置格柵,定期將柵渣清理干凈。

調節池

收集的污水水量和水質都是隨著時間變化的，為了保證后續處理系統的正常運行，降低 運行負荷，需要對污水的水量和水質進行調解，因此在進入生物處理系統前設計調節池。調節池內需要定期清理沉淀物。調節池一般設置溢流，在負荷過大的情況下，保證系統 的運行正常。

MBR反應池

在MBR反應池里進行著有機污染物的降解和泥水的分離。作為處理系統的核心部分，反應池里面包括微生物菌落、膜組件、集水系統、出水系統、曝氣系統。

消毒裝置

根據出水的要求，系統設計有消毒裝置，可自動控制加藥量。

計量裝置

為了能夠保證系統運行良好，需要采用一定的計量裝置進行系統的參數控制。計量控制儀器包括流量計和水表等。

電控裝置

電控箱安裝于設備機房內。主要控制進水泵、風機和抽吸泵。控制有手動控制和自動控制兩種形式。進水泵在PLC控制下，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控制，當MBR反應池低水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜組器。

反應器工藝

膜生物反應器(MBR)是楊造燕教授及其領導的科研小組歷經10年時間研究開發出來的新型污水生物處理裝置,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、九·五重點科技攻關項目并被國家列為"中國21世紀議程實施能力及可持續發展實用新技術",此項技術在國內處于領先水平,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效結合,其起源是用膜分離技術取代活性污泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝不僅有效地達到了泥水分離的目的,而且具有污水三級處理傳統工藝不可比擬的優點:

1、高效地進行固液分離,其分離效果遠好于傳統的沉淀池,出水水質良好,出水懸浮物和濁度接近于零,可直接回用,實現了污水資源化。

2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反應器內,實現反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離,運行控制靈活穩定。

3、由于MBR將傳統污水處理的曝氣池與二沉池合二為一,并取代了三級處理的全部工藝設施,因此可大幅減少占地面積,節省土建投資。

4、利于硝化細菌的截留和繁殖,系統硝化效率高。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。

5、由于泥齡可以非常長,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行,剩余污泥產量極低,由于泥齡可無限長,理論上可實現零污泥排放。

7、系統實現PLC控制,操作管理方便

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。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；設備緊湊、占地面積小；易實現自動控制、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。膜生物反應器己應用于美國、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面：

（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式，生物反應處理工藝從活性污泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性污泥與生物膜相結合的復合式工藝、兩相厭氧工藝；

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

（3）擴大MBR的應用范圍，MBR的研究對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工業廢水（石化污水、印染廢水等），但以生活污水的處理為主。

在我國，MBR同時應用于生活污水與工業廢水處理的研究。 這些研究結果都表明：MBR對各種高濃度有機廢水與難降解廢水的COD，NH3-N.SS，濁度等都達到良好的去除效果。

我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水平的1/4。在我國600多個城市中，有300余座城市缺水，真中嚴重缺水城市有100余個，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。華北地區人均水資源占有量只有250—480m3/人.年，低于全國人均水平的1/5，這一地區的所有城市幾乎都面臨缺水問題。因此污水回用是緩解華北平原水危機的重要措施之一。膜生物反應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問題，但隨著膜制造技術的進步，膜質量的提高和膜制造成本的降低，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。另一方面，各種新型膜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沒式MBR、厭氧MBR等與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，膜生物反應器在水處理中應用范圍必將越來越廣。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，將是新世紀替代傳統廢水處理技術的有力競爭者。

技術優點

高MLSS與微濾膜過濾下，出水水質穩定,高品質。高容積負荷下，停留時間短，MBR流程較傳統系統簡單 ，占地面積減小完全取代沉淀池、砂濾單元，占地面積較傳統方式節省30%，

反應池內MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷沖擊能力強，有效處理高濃度有機廢水在微濾膜過濾下，分離效果遠優于傳統沉淀池及砂濾等處理單元，出水水質良好穩定，懸浮物和濁度低，一般低污染度市政廢水處理后，可直接做為中水道用水或現場資源回收水使用有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，系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法可有效去除氨氮與磷，尤其適用于水質管制區內使用微濾膜可攔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，操作運轉費用低生物攔截在池內,可取得較長的SRT高污泥齡之運轉下,在生物自解下污泥量減少1/2以上 。低廢棄污泥量低于傳統活性污泥法、排泥周期長、操作彈性大，生物膜管系統屬于絕對過濾系統及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢水系統PLC控制設計，操作維護容易，可實現自動化控制，便于管理高生物污泥操作濃度;MLSS=6000~10000mg/l ，可減少生物好氧污泥池之體積 可作封閉式設計，低公害，低噪音，低臭味膜分離大大提高了污水的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，易于分期擴充適用于對于舊有污水處理廠進行改造，僅需增設MBR膜組設備。

原有程序加入MBR程序

流程變動原程序中有沉淀池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一組、活性炭塔兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代。 將其中一池沉淀池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理水質更佳 原先至加壓浮除后排放水質：

COD=182mg/l，SS=6.5mg/l，

NH4-N=0.4mg/l，NO3-N=31.4mg/l 經MBR處理后水質：

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 原先程序復雜，池體與機械眾多，人員操作技術性與復雜度高。所需人力多。 由MBR池取代后，反洗由PLC自動控制。化學洗程序單純，各組分別實施。人員操作管理極容易。

設置成本池體多、機械多由原有沉淀池體空間運用。

耗材由于機械眾多，復雜，耗材數量大。也必須活化或更新活性炭。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，但長期運行膜通量未必越大。

操作方式

當膜選定后，其物化性質也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜生物反應器膜污染的主要因素。不僅污泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性污泥性狀、生物相也影響膜生物反應器膜通量的衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助于改善泥水分離性能，形成體積更大、粘性更小的污泥絮體，減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量加人會造成污泥活性受到限制，影響反應器的處理能力和處理效果。

水力學特性

改善膜面附近料液的流體力學條件，如提高流體的進水流速，減少濃差極化，使被截留的溶質及時被帶走。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種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯流過濾更有助于防止膜面沉積污染。因此設計合理的流道結構，提高膜間液體上升流速，使較大的暖氣量起到了沖刷膜表面的錯流過濾效果對于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、皮革、紙漿廠、制藥業、高濃度有機等之廢水處理、污水廠制程改善，逆滲透系統之前處理、污水回收、大型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、餐廳或風景區廢水處理及再利用、地表水凈化處理、洗車廠船舶污水回收再利用、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保證至10以下，但往往逼近0

取代傳統RO前處理。取代純水制造的前處理。

地下水砂粒過濾。

配合MBR工法，不用沉淀池、污泥濃縮池、砂濾池等用地節省。更大大去除COD與BOD。尤其對于

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，可大舉降低氮與磷，適用在水質與水源保護區。

在歐、美、大陸蓬勃發展，大家都在腦力激蕩，如何配套使用。如：養殖業凈水、采礦業、飲水機等等。變形的中空纖維膜應用，如雨后春筍。

分類

在水處理行業中，膜生物反應器投入大規模實際應用，膜生物反應器依據膜組件，及原理有不同的分類。下面我們就來了解一下膜生物反應器分類。

從整體上來講，膜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于污水處理中的固液分離。

膜曝氣生物反應器：膜曝氣生物反應器中膜被用于氣體質量傳遞，通常是為好氧工藝供氧，可以實現生物反應器的無泡曝氣，大大提高反應器的傳氧效率。

萃取膜生物反應器：萃取膜生物反應器主要用于工業中優先污染物的處理，選擇性透過膜被用于萃取特定的污染物。

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

分體式膜生物反應器（又稱外置式膜生物反應器）是把生物反應器與膜組件分開放置，膜生物反應器的混合液經增壓后進入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜得到系統出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應器內。

一體式膜生物反應器（又稱內置式膜生物反應器）則直接將膜組件置于反應器內，通過的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的錯流由空氣攪動產生，設置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動，在膜表面產生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應器工藝是污水生物處理技術與膜分離技術的有機結合。

按照膜生物反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器

好氧膜生物反應器一般用于城市和工業的處理，好氧MBR用于城市污水處理通常是為了使出水達到回用的目的，而用于處理工業的主要為了去除一些特別的污染物，如油脂類污染物。

厭氧膜生物發生器中，通過膜的高效截留，不僅解決了厭氧污泥容易從膜生物反應器流失導致出水水質降低的問題，同時膜分離的作用還體現在對厭氧反應器的構造與處理效果的強化方面。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離器來實現固液氣的分離；而對于兩相厭氧MBR，由于膜分離的作用使產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物截留在產酸反應器中使水解發酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器廠用于高濃度有機分水的處理效果，由于膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧污泥處于懸浮狀態，處理高濃度有機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，穩定性高膜過渡出水使得膜生物反應器內獲得比普通活性污泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗負荷沖擊能力。同時，污泥停留時間較長，這也為難降解有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富集，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反應器膜分離對小于膜孔徑有機大分子物質的截留作用，能夠確保濾后出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方面很穩定。

(2)占地少膜生物反應器可以維持較高的污泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統生物處理的2.5～5倍，同時系統省去了二沉池和污泥回流設備，因而占地面積省。

(3)膜生物反應器操作維護簡單膜分離單元工藝簡單，出水和運行不受污泥泥膨脹等因素的影響，操作維護簡單方便，且易于實現自動控制管理。

(4)膜生物反應器污泥處水費用低系統污泥濃度高，泥齡長，這意味著排泥量少，產泥量僅占傳統工藝的30%，這對后續的污泥處理極為有利。

膜生物反應器(MBR)主要應用于城市污水的回收凈化，污水經MBR處理后，出水水質已達到建設部《生活雜用水水質標準》，可直接用于綠化、沖洗、消防、樓房中水回用補充觀賞水體等非飲用水的目的，MBR具有實現自動控制和操作管理方便等優點，因此在城市污水和工業廢水處理與回用等方面已得到了應用。

膜生物反應器（MBR）技術是膜分離技術與生物技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中的活性污泥和大分子有機物截留住，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的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制。