产品介绍

一、简介

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。

二、 膜生物反应器特点

膜生物反应器（MBR）特点便是用膜组建代替传统工艺中的二沉池进行固液分离以得到澄清的出水。然而，看似简单的一加一，其带来的效应却远远不止二。

MBR 与传统活性污泥法相比有以下明显优势：

（1）污染物去除率高，出水水质好MBR 既可以用于常规活性污泥法难以处理的高浓度、难降解有机工业废水处理，又可以用于生活污水和一般工业废水的净化。在MBR 中，由于膜组件对于反应池中的微生物，尤其是对于世代周期较长的硝化反硝化菌种，及存在于小污泥颗粒中的微生物具有相当好的截留作用，因此提高微生物种群的丰富性，对缓解水体富营养化具有极大的优势；同样由于膜的截留，MBR 体系中活性污泥可以高达（MLSS）8000-15000mg/L，远远高于常规活性污泥法（约3000-4000mg/L），对污染物去除效率高，处理出水水质好，不仅对悬浮物（SS）、有机物去除效率高，出水的悬浮物（SS）和浊度可以接近零，而且可以去除细菌、病毒等可以作为污水深度处理及资源化技术。生活污水经膜生物反应器处理后可以做到肉眼观察与自来水无异，特别适合缺水地区作回用处理。

（2）负荷变化适应强，耐冲击负荷膜生物反应器由于膜的高效截留作用，实现了反应池内水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）的*分离，即使进水量突然增大，整个反应器内部的生物性状也能保持在一个比较稳定的状态；同时，由于污泥浓度的提高，强化了活性污泥的吸附作用；而且，在膜的截留作用下，未被微生物降解的大颗粒污染物也不会随着出水排除，能够留在反应器内部慢慢处理，直到被分解后才透过膜排出。基于以上几点，整个反应器运行控制将会更加灵活，出水水质更加稳定。因此，膜生物反应器系统克服了当系统水力负荷和有机负荷发生变化时传统水处理工艺出现污泥膨胀等问题。

（3）污泥排放量小

膜生物反应器水处理技术除了作为污水深度处理及资源化技术之外，还可以作为一种减少剩余污泥排放的重要技术途径。国外文献及小规模工程经验显示，膜生物反应器的污泥排放量很小，甚至可以做到不产泥。污泥自降解和污泥水解可降低传统水处理系统的效率，但对膜生物反应系统却非常有益。常规的活性污泥法通常采用的是生物周期处于稳定期末尾至衰亡期初始时的活性污泥，而由于膜生物反应器中的高污泥浓度，微生物的总量非常大，在消耗水中有机污染物的同时，还有许多的微生物处于“饥饿”状态，因此相当一部分处于衰亡期的微生物依靠自身的内源呼吸进行代谢分解，在保持出水污染物低浓度的同时，消耗了污泥生长过程中的剩余量。膜分离使得污水中的大分子难降解物质，在体积有限的膜生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解物质的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄的情况下运行，*可以实现较长周期内（如6月或者更长时间）不排泥或者排泥量很小，剩余污泥排放量很小，甚至不产泥。

（4）工艺流程短，系统设备简单紧凑，占地省

由于膜生物反应器无需在好氧污泥系统产生絮体以便之后二沉池的泥水分离，因此生物反应器内污泥浓度可以比传统工艺高许多，而生化反应速率又与反应物浓度有关。反应物浓度越高，反应速率越大，因此膜生物反应器的容积负荷可高达5kgCOD/(m3d)，而传统工艺通常只有0.4～0.9kgBOD/(m3d)，处理生活污水时水力停留时间（HRT）可减至2h，生物反应池的容积可以大大减小，根据国外研究资料显示，相同规模的污水量，膜生物反应器在好氧池体积为传统处理工艺好氧池体积的三分之一。同时膜生物反应器省去了二沉池、滤池及污泥回流系统等辅助设备，甚至污泥处理设备及费用。由于目前我国对污水处理的消毒指标主要针对的是大肠菌群，其直径约在0.6μm，而目前MBR用膜的空径一般都在0.4μm～0.1μm 的范围内，因此几乎所有的MBR 工艺都对病菌有较好的去除作用，出水中肠道病毒、总大肠杆菌、粪链球菌、粪大肠杆菌等都低于检测限，这表明如果MBR 出水直接排放或无余氯要求回用的话甚至可以省去消毒设施，因此膜生物反应器结构简单紧凑。

（5）易实现自动化控制，维护简单，节省人力

在传统活性污泥法中，由于运行中经常出现波动和不稳定，为了确保良好的出水水质，必须对运行管理投入大量的人力、财力和物力。而膜生物反应器采用膜分离技术，做到了稳定的出水水质，同时省去了泥水分离设施，因此用微机可以很容易的实现膜生物反应器系统从进水到出水的全程自动化控制。

（6）系统启动速度快，水质可以很快达到处理要求

由于可以很好的保持水中的污泥浓度，在反应池启动期，不同于传统曝气池需要通过沉淀排除上清液来提高污泥浓度。由于膜分离作用对污泥颗粒的*截留，能够在曝气（aeration）及营养物质的共同作用下迅速的提高系统内的污泥浓度，使整个膜生物反应器系统快速启动，水质可以很快达到处理要求。

三、MBR 工艺的应用情况

目前，MBR 工艺技术处理生活污水和工业废水已突显成效。市场分析报告指出，1995 年，MBR 的市值仅为1000 万美元，而在2000～2005 年的五年间翻了一番多，达到2.17 亿美元。但其与应用已久的传统工艺（活性污泥法及其衍生技术）相比，具有风险大、投资费用高等缺点。然而，随着近年来废水排放标准的日趋严格、地区性水资源短缺、各种鼓励政策，特别是污水回用技术的改进、投资费用的降低以及对MBR 技术信心的增强及接受度的提高，都会增强该项工艺的竞争力。

四、膜生物反应器好氧工艺在有机废水处理中的应用

MBR以出水可以直接回用、节省占地面积、处理效果好等优点，使其在国外已经有了许多成功的应用实例。经过近40年的发展，MBR在日本得到了极大的发展，将这一技术用于中水道系统并取得成功，目前在日本运行（包括在建）的MBR占的66%，其余的MBR工程主要在北美和欧洲。

在生活污水方面，主要涉及城市污水、楼宇污水、公厕污水、污水厂升级改造以及其他有回用要求的污水处理场合。MBR对生活污水的处理特性一直是研究的重点，其工艺形式多采用好氧MBR。在欧、美、日等国，其研究的目的在于一方面改造污水处理厂，使其达到深度处理的要求；另一方面，用于废水的处理，使其达到回用的目的。目前在北美，MBR处理生活污水的应用主要是流量在10～200m3/d的小型处理装置，已有50余座此类设施正在运行。

MBR作为一种强化的生物处理工艺，在工业废水的处理中也受到重视。工业污水方面，主要包括制药废水、化工废水、食品污水等高浓度、难降解有机废水的处理。目前好氧MBR工艺已经成功应用于下列行业的工业污水处理：包括医药、纺织、化妆品、食品、造纸与纸浆、饮料、炼油工业与化工厂，在欧洲垃圾填埋场渗滤液的好氧MBR处理厂正在兴建。

MBR在不同种类废水中的应用比例