一、MBR工藝
MBR又稱膜生物反應器（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。
膜—生物反應器主要由膜分離組件及生物反應器兩部分組成。通常提到的膜—生物反應器實際上是三類反應器的總稱： 曝氣膜—生物反應器；萃取膜—生物反應器；固液分離型膜—生物反應器（簡稱 MBR ）。
固液分離型膜——生物反應器（簡稱 MBR ）是在水處理領域中研究得*為廣泛深入的一類膜 -生物反應器，是一種用膜分離過程取代傳統活性汙泥法中二次沉澱池的水處理技術。
在傳統的廢水生物處理技術中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴於活性汙泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而汙泥的沉降性取決於曝氣池的運行狀況，改善汙泥沉降性**嚴格控製曝氣池的操作條件，這限製了該方法的適用範圍。由於二沉池固液分離的要求，曝氣池的汙泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L左右，從而限製了生化反應速率。水力停留時間（ HRT ）與汙泥齡（ SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低汙泥負荷往往形成矛盾。係統在運行過程中還產生了大量的剩餘汙泥，其處置費用占汙水處理廠運行費用的 25% ～40% 。傳統活性汙泥處理係統還容易出現汙泥膨脹現象，出水中含有懸浮固體，出水水質惡化。
針對上述問題， MBR將分離工程中的膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合，大大提高了固液分離效率，並且由於曝氣池中活性汙泥濃度的增大和汙泥中**菌 (特別是優勢菌群 ) 的出現，提高了生化反應速率。同時，通過降低 F/M比減少剩餘汙泥產生量（甚至為零），從而基本解決了傳統活性汙泥法存在的許多突出問題。
1、與許多傳統的生物水處理工藝相比， MBR 具有以下主要特點： 1.1、出水水質穩定
由於膜的有效分離作用，分離效果遠好於傳統沉澱池，處理出水極其清澈， 懸浮物和濁度接近於零，細菌和病毒被大幅去除 ，出水水質優於建設部頒發的B体育官网在线登录雜用水水質標準（ CJ25.1-89 ），可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。
同時，膜分離也使 微生物被完全被截流在生物反應器內， 使得係統內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對汙染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反應器對進水負荷（水質及水量）的各種變化具有很好的適應性，耐衝擊負荷，能夠穩定獲得**的出水水質。
1.2剩餘汙泥產量少
該工藝可以在高容積負荷、低汙泥負荷下運行，剩餘汙泥產量低（理論上可以實現零汙泥排放），降低了汙泥處理費用。
1.3、占地麵積小，不受設置場合限製
生物反應器內能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地麵積大大節省； 該工藝流程簡單、結構緊湊、占地麵積省，不受設置場所限製，適合於任何場合，可做成地麵式、半地下式和地下式。好文推送：超聲波處理高濃度有機廢水！
1.4、可去除氨氮及難降解有機物
由於微生物被完全截流在生物反應器內，從而有利於增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長，係統硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機物在係統中的水力停留時間，有利於難降解有機物降解效率的提高。
1.5、操作管理方便，易於實現自動控製
該工藝實現了水力停留時間（ HRT ）與汙泥停留時間（ SRT ）的完全分離，運行控製更加靈活穩定，是汙水處理中容易實現裝備化的新技術，可實現微機自動控製，從而使操作管理更為方便。
1.6、易於從傳統工藝進行改造
該工藝可以作為傳統汙水處理工藝的深度處理單元，在城市二級汙水處理廠出水深度處理（從而實現城市汙水的大量回用）等領域有著廣闊的應用前景。
2、膜—生物反應器存在的不足
主要表現在以下幾個方麵：
2.1、膜造價高，使膜 - 生物反應器的基建投資高於傳統汙水處理工藝；
2.2、膜汙染容易出現，給操作管理帶來不便；
2.3、能耗高：首先 MBR 泥水分離過程**保持一定的膜驅動壓力，其次是 MBR 池中 MLSS 濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，**加大曝氣強度，還有為了加大膜通量、減輕膜汙染，**增大流速，衝刷膜表麵，造成 MBR 的能耗要比傳統的生物處理工藝高。
MBR 的應用領域
進入 90 年代中後期，膜—生物反應器在國外已進入了實際應用階段。加拿大 Zenon 公司首先推出了超濾管式膜 -生物反應器，並將其應用於城市汙水處理。為了節約能耗，該公司又開發了浸入式中空纖維膜組件，其開發出的膜 -生物反應器已應用於美國、德國、法國和埃及等十多個地方，規模從 380m 3 /d 至 7600m 3 /d。日本三菱人造絲公司也是世界上浸入式中空纖維膜的知名提供商，其在 MBR 的應用方麵也積累了多年的經驗，在日本以及其他國家建有多項實際 MBR工程。日本 Kubota 公司是另一個在膜—-生物反應器實際應用中具有競爭力的公司，它所的板式膜具有流通量大、耐汙染和工藝簡單等特點。國內一些研究者及企業也在 MBR實用化方麵進行著嚐試。
3、膜—生物反應器已應用於以下領域：
3.1、城市汙水處理及建築中水回用
3.2、工業廢水處理
90年代以來， MBR 的處理對象不斷拓寬，除中水回用、糞便汙水處理以外， MBR在工業廢水處理中的應用也擁有了廣泛關注，如處理食品工業廢水、水產加工廢水、養殖廢水、化妝品廢水、染料廢水、石油化工廢水，均獲得了良好的處理效果。 90 年代初，美國在 Ohio 建造了一套用於處理某汽車製造廠的工業廢水的 MBR 係統，處理規模為 151m 3 /d，該係統的有機負荷達 6.3kgCOD/m 3 · d ， COD 去除率為 94%，絕大部分的油與油脂被降解。在荷蘭，一脂肪提取加工廠采用傳統的氧化溝汙水處理技術處理其廢水，由於規模的擴大，結果導致汙泥膨脹，汙泥難以分離，**采用 Zenon 的膜組件代替沉澱池，運行效果良好。
3.3、 微汙染飲用水淨化
隨著氮肥與殺蟲劑在農業中的廣泛應用，飲用水也不同程度受到汙染。 LyonnaisedesEaux 公司在 90 年代中期開發出同時具有生物脫氮、吸附殺蟲劑、去除濁度功能的 MBR工藝， 1995 年該公司在法國的 Douchy 建成了日產飲用水 400m 3 的工廠。出水中氮濃度低於 0.1mgNO 2 /L，殺蟲劑濃度低於 0.02 μ g/L 。
3.4、糞便汙水處理
糞便汙水中有機物含量很高，傳統的反硝化處理方法要求有很高汙泥濃度，固液分離不穩定，影響了三級處理效果。 MBR 的出現很好地解決了這一問題，並且使糞便汙水不經稀釋而直接處理成為可能。
日本已開發出被稱之為 NS 係統的屎尿處理技術，*核心部分是平板膜裝置與好氧高濃度活性汙泥生物反應器組合的係統。 NS 係統於 1985年在日本琦玉縣越穀市建成，規模為 10kL/d ， 1989 年又先後在長崎縣、熊本縣建成新的屎尿處理設施。 NS 係統中的平板膜每組約0.4m 2 共幾十組並列安裝，做成能自動打開的框架裝置，並能自動衝洗。膜材料為截流分子量 20000 的聚碸超濾膜。反應器內汙泥濃度保持在15000~18000mg/L 範圍內。到 1994 年，日本已有 1200 多套 MBR 係統用於處理 4000 多萬人的糞便汙水。
3.5、土地填埋場 / 堆肥滲濾液處理
土地填埋場 / 堆肥滲濾液含有高濃度的汙染物，其水質和水量隨氣候條件與操作運行條件的變化而變化。 MBR 技術在 1994年前就被多家汙水處理廠用於該種汙水的處理。通過 MBR 與 RO 技術的結合，不僅能去除 SS、有機物和氮，而且能有效去除鹽類與重金屬。*近美國 Envirogen 公司開發出一種 MBR用於土地填埋場滲濾液的處理，並在新澤西建成一個日處理能力為 40 萬加侖 ( 約 1500m 3 /d) 的裝置，在 2000年底投入運行。該種 MBR 使用一種自然存在的混合菌來分解滲濾液中的烴和氯代化合物，其處理汙染物的濃度為常規廢水處理裝置的 50 ～ 100倍。能達到這一處理效果的原因是， MBR 能夠保留有效細菌並使細菌濃度達到 50 000g/L 。在現場中試中，進液 COD 為幾百至40 000mg/L ，汙染物的去除率達 90% 以上。
國內外 MBR 主要應用領域及相應百分比率：
汙水類型 所占百分比率（%） 汙水類型 所占百分比率（%）
工業汙水 27
家庭汙水 27
城市汙水 12
建築汙水 24
垃圾 9
4、MBR 發展前瞻
4.1、MBR 應用的重點領域和方向
現有城市汙水處理廠的更新升級，特別是出水水質難以達標或處理流量劇增而占地麵積無法擴大的水廠。
無排水管網係統的小區，如居民點、旅遊度假區、風景區等。
有汙水回用需求的地區或場所，如賓館、洗車業、客機、流動廁所等充分發揮 MBR 占地麵積小、設備緊湊、自動控製、靈活方便的特點。
高濃度、有毒、難降解工業廢水處理。如造紙、製糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業，是一種普遍的點源汙染。 MBR 可以對這些常規處理工藝無法達標的廢水進行有效的處理，並實現回用。
垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用。
小規模汙水廠（站）的應用。膜技術的特點十分適合處理小規模汙水。
4.2、MBR 未來的研究重點如下
膜汙染的機理及防治。
MBR 工藝流程形式及運行條件的優化。
MBR 汙泥產率與運行條件的關係，以合理減少汙泥產量，降低汙泥處理費用。
MBR 生物反應器內微生物的代謝特性及其對出水水質、汙泥活性等的影響，從而確定適宜的微生物生長及代謝條件。
MBR 工藝經濟性研究。在目前國內經濟發展水平、膜產品供應狀況和規範設計要求的條件下， MBR 用於汙水處理的**經濟流量的確定。
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