膜生物反應(yīng)器（Membrane bioreactor，MBR）是一種將膜分離技術(shù)和生物降解技術(shù)有機(jī)結(jié)合而成的新型水處理技術(shù)。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，該工藝?yán)媚し蛛x設(shè)備將生化反應(yīng)池中的大分子有機(jī)物和活性污泥截留在池中，用膜裝置取代二沉池進(jìn)行泥水分離；它幾乎能將所有的微生物截留在生物反應(yīng)器中，使得反應(yīng)器中保持很高的微生物量，污泥齡可以很長(zhǎng)，使出水中的有機(jī)污染物含量降低，有效地去除氮、磷污染物，因此，MBR工藝具有許多其它生物處理工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于廢水深度處理、水資源再利用領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 MBR工藝概述

1.1 MBR工藝凈水原理

MBR工藝首先利用生物反應(yīng)器中微生物的降解作用對(duì)廢水進(jìn)行處理，再經(jīng)過(guò)膜的有效分離將大分子有機(jī)物和活性污泥截留在生物反應(yīng)器當(dāng)中。通過(guò)膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的處理性能，使活性污泥濃度大大提高，MBR 工藝的水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別進(jìn)行控制，提高了工藝的操作性。

1.2類(lèi)型

MBR的基本結(jié)構(gòu)包括四個(gè)環(huán)節(jié)：進(jìn)水系統(tǒng)、生物反應(yīng)池、膜組件、自控系統(tǒng)。由于各個(gè)環(huán)節(jié)的多樣性，MBR 有著不同的分類(lèi)。按膜組件和生物反應(yīng)器的相對(duì)位置，MBR可以分為一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器三種。按膜組件功能，可分為膜—曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器；按膜組件形式不同，MBR可分為管式、板框式、中空纖維式；按壓力驅(qū)動(dòng)形式不同，可分為外壓式、抽吸式反應(yīng)器；按生物反應(yīng)器類(lèi)型，可分為好氧式和厭氧式兩種。

分類(lèi)依據(jù) 種類(lèi)

膜組件和生物反應(yīng)器的相對(duì)位置 一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器

膜組件功能 膜—曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器

膜組件形式 管式、板框式、中空纖維式

壓力驅(qū)動(dòng)形式 外壓式、抽吸式反應(yīng)器

生物反應(yīng)器類(lèi)型 好氧式、厭氧式

1.3特點(diǎn)

（1）出水水質(zhì)穩(wěn)定。MBR 能夠進(jìn)行有效的固液分離，膜單元能夠截留可溶性大分子化合物和微生物，出水水質(zhì)良好，符合三級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)，可直接回用或補(bǔ)充地下水。可進(jìn)行回用。

（2）提升了難降解有機(jī)物的凈化效率，降低了水力停留時(shí)間。在反應(yīng)器內(nèi)通常都會(huì)留有大量的難降解有機(jī)物，那么其與微生物的接觸時(shí)間就更長(zhǎng)，那么就可以更好的培養(yǎng)專(zhuān)性微生物，大大的提升了難降解有機(jī)物的凈化效率。

（3）耐負(fù)荷沖擊。MBR 的微生物濃度遠(yuǎn)高于其他生物反應(yīng)器，裝置能夠處理的容積負(fù)荷大，當(dāng)進(jìn)水的有機(jī)物濃度變化較大時(shí)，單位質(zhì)量微生物在單位時(shí)間內(nèi)處理的有機(jī)物質(zhì)量，即有機(jī)負(fù)荷率變化不會(huì)很大，那么系統(tǒng)的處理效果也不會(huì)有很大變化。

（4）MBR 利用其高的 MLSS，可以保證有機(jī)負(fù)荷高峰期的出水水質(zhì)，且在低峰期污泥可以進(jìn)行自身消化（內(nèi)源呼吸），致使剩余污泥比常規(guī)活性污泥法處理少50 %～80 %，可以減小剩余污泥處置費(fèi)用。

2.應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1應(yīng)用

2.1.1 MBR 技術(shù)在重金屬行業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

分別采用陶瓷膜和超濾膜生物反應(yīng)器對(duì)某印刷電路板（PCB）廠現(xiàn)有廢水處理廠出水進(jìn)行深度處理研究。結(jié)果表明：在進(jìn)水 COD 191.2～270.4 mg/L、NH3-N 30～50 mg/L，MLSS 6500 mg/L、DO 4～8 mg/L、反應(yīng)時(shí)間為 5 h 的條件下，兩種膜生物反應(yīng)器出水 COD 和 NH3-N 的濃度分別低于 99.2 mg/L 和 0.759 mg/L，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 MBR 技術(shù)在乙烯廢水處理中的應(yīng)用

在某乙烯工程采用MBR工藝進(jìn)行廢水處理。工程運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定，CODCr，NH3-N、油的平均質(zhì)量濃度分別為24.45、0.37/0.36mg/L，出水SS檢測(cè)不出，滿(mǎn)足GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.2.3在合成氨工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

在某廢水處理站采用采用A/O/A+MBR工藝，MBR采用一體式，選用 MUNG-620AIIT型中空纖維微濾膜進(jìn)行合成氨工業(yè)廢水處理。MBR 投運(yùn)后，出水COD 含量 <70mg/L，NH3-N含量含量可穩(wěn)定在<25mg/L，2套 MBR系統(tǒng)的產(chǎn)水量均為150m3/h，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。1年多的實(shí)際運(yùn)行情況表明，該污水處理系統(tǒng)為企業(yè)的節(jié)能減排提供了可靠保障。

2.2影響 MBR 凈化效果的因素

影響 MBR 工藝系統(tǒng)運(yùn)行效果的 4 個(gè)重要指標(biāo)分別是污泥濃度（MLSS）、COD 負(fù)荷、溫度、pH。隨著 MLSS 的增高，微生物量也就增加，對(duì)水質(zhì)水量的變化適應(yīng)能力加強(qiáng)，抗沖擊負(fù)荷能力變強(qiáng)。由于 MBR 出水水質(zhì)穩(wěn)定，所以其動(dòng)力學(xué)參數(shù) COD 污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷隨進(jìn)、出水的 COD 濃度變化而變化。溫度對(duì)微生物及其酶的活性都有很大的影響，溫度的改變不僅影響生化反應(yīng)的速度和平衡等，而且還影響微生物及其酶系統(tǒng)的種類(lèi)，從而產(chǎn)生不同類(lèi)型的生化反應(yīng)。在 MBR 工藝中，pH 的降低，對(duì) COD 的去除率影響不是很大，但對(duì)NH3-N的去除率影響很大。