膜生物反应器是什么？污水处理专业术语详解

各类饮料工厂、酒厂、食品厂、畜牧、屠宰废水处理、 染整、皮革、纸浆厂、制药业、高浓度有机等之废水处理、旧有污水厂制程改善、逆渗透系统之前处理。

此外，该技术在相关领域也有广泛的应用和实践。

膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10，000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。

膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。

污水处理:中国是一个缺水国家，污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水、工业污水通过膜生物反应器等设备处理之后，将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的，而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。城市污水、工业污水就近可得，可免去长距离输水，而实现就近处理实现水资源的充分利用，同时污水经过就近处理，也可防止污水在长距离输送过程中造成污水渗漏，导致污染地下水源。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用，被认为21世纪污水处理最实用技术。

进出水水质比较: 一般城市污水设计进水水质:BOD5＜300mg/l；CODcr＜500mg/l；SS＜300mg/l；T-N＜45mg/l 出水水质:BOD5＜10mg/l；NH4+-N＜10.0mg/l； CODcr〈30mg/l；浊度＜5NTU；总大肠细菌总数＜3个/L； 膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜及渗透膜等;按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。

在此基础上，行业专家们也进行了大量的研究和改进。

在中水处理系统内，由于收集的洗浴废水内含有少量的毛发和纤维，不清理干净，会对水泵和膜生物反应器反应器造成堵塞，降低处理效率，并可能最终造成整个系统的瘫痪，因此在中水处理系统内需要设置毛发过滤器。

在MBR反应池里进行着有机污染物的降解和泥水的分离。作为处理系统的核心部分，反应池里面包括微生物菌落、膜组件、集水系统、出水系统、曝气系统。

除此之外，实际工程应用中还需要考虑多方面因素。

膜生物反应器(MBR)是杨造燕教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发出来的新型污水生物处理装置，该技术被称为"21世纪的水处理技术"，该项目曾被列为国家八·五、九·五重点科技攻关项目并被国家列为"中国21世纪议程实施能力及可持续发展实用新技术"，此项技术在国内处于领先水平，部分指标达到国际领先水平。

MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合，其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的，而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点:

2、膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，运行控制灵活稳定。

在此基础上，行业专家们也进行了大量的研究和改进。

膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为研究的热点之一。膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m3/d至 13000m3/d不等。

我国对MBR的研究还不到十年，但进展十分迅速。 国内对MBR的研究大致可分为几个方面：（1）探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复合式工艺、两相厌氧工艺；（2）影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究，探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性；（3）扩大MBR的应用范围，MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水（食品废水、啤酒废水）与难降解工业废水（石化污水、印染废水等），但以生活污水的处理为主。

在我国，MBR同时应用于生活污水与工业废水处理的研究。 这些研究结果都表明：MBR对各种高浓度有机废水与难降解废水的COD，NH3-N.SS，浊度等都达到良好的去除效果。

为上世纪90年代国际上新兴的水处理技术，它将污水生物处理技术与膜分离技术相结合，首先利用生化技术降解水中的有机物，驯养优势菌类 、阻隔细菌，然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子物质，降低水浊度，达到排放标准。膜生物反应器技术可广泛用于污水处理和中水回用等领域。

此外，该技术在相关领域也有广泛的应用和实践。

在2004年意大利招开的环保年会上，从各方面评估公认MBR膜生物反应器为市政污水最终可行的中水回用技术。

膜生物反应器是常见的水处理设备之一，膜生物反应器研究的重要内容是在保证出水水质的前提下，膜通量应尽可能大，这样减少膜的使用面积，降低膜生物反应器的基建费用和运行费用，这些都是由膜生物反应器参数决定的，下面我们就来了解一下膜生物反应器的参数内容。

膜生物反应器的材料分为有机膜和无机膜两种。膜生物反应器曾遍采用有机膜，常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式膜生物反应器通常采用超滤膜组件，截留分子量一般在2—30万。膜生物反应器截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。

当膜选定后，其物化性质也就确定了，因此，操作方式就成为影响膜生物反应器膜污染的主要因素。不仅污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量，混合液本身的过滤性能，如活性污泥性状、生物相也影响膜生物反应器膜通量的衰减。有研究表明：粉末活性炭（PAC）与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能，形成体积更大、粘性更小的污泥絮体，减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加入会造成污泥活性受到限制，影响反应器的处理能力和处理效果。

在水处理行业中，膜生物反应器投入大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组件，及原理有不同的分类。下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。

与此同时，相关的配套工艺和设备也在持续优化升级。

膜曝气生物反应器：膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。

萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。

与此同时，相关的配套工艺和设备也在持续优化升级。

一体式膜生物反应器（又称内置式膜生物反应器）则直接将膜组件置于反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。

好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。

厌氧膜生物发生器中，通过膜的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从膜生物反应器流失导致出水水质降低的问题，同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。以UASB与膜单元相结合为例，厌氧膜生物反应器不再需要设计的三相分离器来实现固液气的分离；而对于两相厌氧MBR，由于膜分离的作用使产酸反应气中的产酸菌浓度增加，提高了水解发酵能力，同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使水解发酵，因此保持较高的酸化率。厌氧膜生物反应器厂用于高浓度有机分水的处理效果，由于膜生物反应器缺少曝气，为了使厌氧污泥处于悬浮状态，处理高浓度有机的厌氧膜生物反应器均采用分体式。

(1)出水水质好，稳定性高膜过渡出水使得膜生物反应器内获得比普通活性污泥法高得多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时，污泥停留时间较长，这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集，特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反应器膜分离对小于膜孔径有机大分子物质的截留作用，能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低BOD方面很稳定。

(2)占地少膜生物反应器可以维持较高的污泥浓度，通常MLSS为8～20g/L，是传统生物处理的2.5～5倍，同时系统省去了二沉池和污泥回流设备，因而占地面积省。

(3)膜生物反应器操作维护简单膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污泥泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。

(4)膜生物反应器污泥处水费用低系统污泥浓度高，泥龄长，这意味着排泥量少，产泥量仅占传统工艺的30%，这对后续的污泥处理极为有利。

膜生物反应器（MBR）技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制。

在此基础上，行业专家们也进行了大量的研究和改进。

根据膜组件所起作用不同，通常将MBR分为三种：固液分离MBR、膜曝气MBR和萃取MBR。研究和应用现状而言，固液分离MBR在污水处理中占绝对优势。

(1)分体式MBR(或外置式)是研究最早的类型，膜组件与生物反应器分开设置，相对独立运行，易于调节控制，而且膜组件置于反应器外，易于膜的清洗、更换及增设。为了减轻悬浮物在膜面的沉积，采取高速错流过滤，动力消耗较高。分置式MBR比较适合处理难生物降解、高有机浓度以及有毒的污水，在工业废水处理中应用较多。

(2)一体式MBR(或浸没式)比较简单，直接将膜组件置于生物反应器内，出水由泵吸出得到过滤液。一体式MBR利用曝气形成的强烈搅拌作用来实现膜面的错流效果，也有在一体式膜组件附近进行叶轮搅拌或靠膜组件自身旋转来实现膜面错流效应。一体式MBR的出现，大幅度降低了处理系统的能耗和占地面积。为减少膜面污染、延长运行周期，泵的抽吸是间断运行的。一体式MBR在城市污水处理厂具有较强的竞争力。如果在生物反应器内加装填料，就成为复合型

一体式MBR。该反应器中由于填料上附着生长着大量微生物，能够保证系统具有较高的处理效果并有较强的抵抗冲击负荷的能力，同时又不会使反应器内悬浮固体浓度过高而影响膜通量。

根据生物反应器中微生物生长需氧情况的不同分为好氧和厌氧两大类。好氧MBR主要是针对城市污水和生活污水的处理;厌氧MBR主要是针对高浓度有机废水的处理。厌氧过程可提高高浓度有机废水的可生化性，改变难降解有机物的分子结构，利于后续好氧MBR处理，显著提高有机物去除率。

膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)水处理技术是一种生物技术与膜技术相结合的高效生化水处理技术，膜生物反应器是结合了膜分离技术和传统的污泥法的一种高效污水处理技术，由于膜的过滤作用，生物完全被截留在生物反应器中，实现了水力停留时问和污泥龄的彻底分离，使生物反应器内保持较高的MLSS。硝化能力强，污染物去除率高。

膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应保证顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用MBR技术后，主要污染物的去除率可达：COD≥93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。

在膜生物反应器中，由于用超滤膜组件用途代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统活性污泥工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足，从而具有下列优点：

在此基础上，行业专家们也进行了大量的研究和改进。

(5)膜-生物反应器一般都在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用;