膜生物反应器（Membrane bioreactor，MBR）是一种将膜分离技术和生物降解技术有机结合而成的新型水处理技术。与传统的活性污泥法相比，该工艺利用膜分离设备将生化反应池中的大分子有机物和活性污泥截留在池中，用膜装置取代二沉池进行泥水分离；它几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中，使得反应器中保持很高的微生物量，污泥龄可以很长，使出水中的有机污染物含量降低，有效地去除氮、磷污染物，因此，MBR工艺具有许多其它生物处理工艺不可比拟的优势，广泛应用于废水深度处理、水资源再利用领域，具有广阔的应用前景。

1 MBR工艺概述

1.1 MBR工艺净水原理

MBR工艺首先利用生物反应器中微生物的降解作用对废水进行处理，再经过膜的有效分离将大分子有机物和活性污泥截留在生物反应器当中。通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的处理性能，使活性污泥浓度大大提高，MBR 工艺的水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别进行控制，提高了工艺的操作性。

1.2类型

MBR的基本结构包括四个环节：进水系统、生物反应池、膜组件、自控系统。由于各个环节的多样性，MBR 有着不同的分类。按膜组件和生物反应器的相对位置，MBR可以分为一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器和复合式膜生物反应器三种。按膜组件功能，可分为膜—曝气生物反应器、萃取膜生物反应器、膜分离生物反应器；按膜组件形式不同，MBR可分为管式、板框式、中空纤维式；按压力驱动形式不同，可分为外压式、抽吸式反应器；按生物反应器类型，可分为好氧式和厌氧式两种。

分类依据 种类

膜组件和生物反应器的相对位置 一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器和复合式膜生物反应器

膜组件功能 膜—曝气生物反应器、萃取膜生物反应器、膜分离生物反应器

膜组件形式 管式、板框式、中空纤维式

压力驱动形式 外压式、抽吸式反应器

生物反应器类型 好氧式、厌氧式

1.3特点

（1）出水水质稳定。MBR 能够进行有效的固液分离，膜单元能够截留可溶性大分子化合物和微生物，出水水质良好，符合三级处理标准，可直接回用或补充地下水。可进行回用。

（2）提升了难降解有机物的净化效率，降低了水力停留时间。在反应器内通常都会留有大量的难降解有机物，那么其与微生物的接触时间就更长，那么就可以更好的培养专性微生物，大大的提升了难降解有机物的净化效率。

（3）耐负荷冲击。MBR 的微生物浓度远高于其他生物反应器，装置能够处理的容积负荷大，当进水的有机物浓度变化较大时，单位质量微生物在单位时间内处理的有机物质量，即有机负荷率变化不会很大，那么系统的处理效果也不会有很大变化。

（4）MBR 利用其高的 MLSS，可以保证有机负荷高峰期的出水水质，且在低峰期污泥可以进行自身消化（内源呼吸），致使剩余污泥比常规活性污泥法处理少50 %～80 %，可以减小剩余污泥处置费用。

2.应用现状

2.1应用

2.1.1 MBR 技术在重金属行业废水处理中的应用

分别采用陶瓷膜和超滤膜生物反应器对某印刷电路板（PCB）厂现有废水处理厂出水进行深度处理研究。结果表明：在进水 COD 191.2～270.4 mg/L、NH3-N 30～50 mg/L，MLSS 6500 mg/L、DO 4～8 mg/L、反应时间为 5 h 的条件下，两种膜生物反应器出水 COD 和 NH3-N 的浓度分别低于 99.2 mg/L 和 0.759 mg/L，达到《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）中的一级排放标准。

2.2.2 MBR 技术在乙烯废水处理中的应用

在某乙烯工程采用MBR工艺进行废水处理。工程运行结果表明，该工艺出水水质稳定，CODCr，NH3-N、油的平均质量浓度分别为24.45、0.37/0.36mg/L，出水SS检测不出，满足GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准的要求。

2.2.3在合成氨工业废水处理中的应用

在某废水处理站采用采用A/O/A+MBR工艺，MBR采用一体式，选用 MUNG-620AIIT型中空纤维微滤膜进行合成氨工业废水处理。MBR 投运后，出水COD 含量 <70mg/L，NH3-N含量含量可稳定在<25mg/L，2套 MBR系统的产水量均为150m3/h，达到了设计要求。1年多的实际运行情况表明，该污水处理系统为企业的节能减排提供了可靠保障。

2.2影响 MBR 净化效果的因素

影响 MBR 工艺系统运行效果的 4 个重要指标分别是污泥浓度（MLSS）、COD 负荷、温度、pH。随着 MLSS 的增高，微生物量也就增加，对水质水量的变化适应能力加强，抗冲击负荷能力变强。由于 MBR 出水水质稳定，所以其动力学参数 COD 污泥负荷和容积负荷随进、出水的 COD 浓度变化而变化。温度对微生物及其酶的活性都有很大的影响，温度的改变不仅影响生化反应的速度和平衡等，而且还影响微生物及其酶系统的种类，从而产生不同类型的生化反应。在 MBR 工艺中，pH 的降低，对 COD 的去除率影响不是很大，但对NH3-N的去除率影响很大。