MBR為膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor)的簡(jiǎn)稱，是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。膜生物反應(yīng)器工藝通過(guò)膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT) 可以分別控制。

早在20世紀(jì)90年代，膜生物反應(yīng)器就已在國(guó)外污水處理廠得到廣泛應(yīng)用。MBR工藝有著諸多的優(yōu)勢(shì)，比如運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)好等，所以在不斷地開(kāi)發(fā)和使用中，該技術(shù)在大型污水處理廠中漸漸得到發(fā)展和應(yīng)用。

在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥齡（ SRT ）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的 25% ～ 40% 。

傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。

MBR 工藝通過(guò)將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，而且大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中texiao菌 ( 特別是優(yōu)勢(shì)菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，通過(guò)降低 F/M 比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問(wèn)題。

分類依據(jù)種類膜組件與生物反應(yīng)器組合方式分置式、一體式、（一體）復(fù)合式膜組件管式、板框式、中空纖維式等膜材料有機(jī)膜、無(wú)機(jī)膜壓力驅(qū)動(dòng)形式外壓式、抽吸式生物反應(yīng)器好氧、厭氧曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器。

圖片

MBR工藝的發(fā)展歷史

第一階段(1966 年～1980年)1966年，美國(guó)的Dorr oliver公司首先將MBR用于廢水處理研究1968年，Smith等人在活性污泥法工藝中用超濾取代二次池。20世紀(jì)70年代，膜生物反應(yīng)器工藝shouci進(jìn)入日本市場(chǎng)。

第二階段(1980年～ 1995年)1989年日本政府政府聯(lián)合許多大公司共同投資研發(fā)。90年代Kubota公司研制了平板式浸沒(méi)MBR。在80年代末到90年代初，Zenon環(huán)境公司研制成功了兩個(gè)注冊(cè)產(chǎn)品。Zenon環(huán)境公司商業(yè)化的產(chǎn)品系統(tǒng)——ZenonGem在1982年進(jìn)入市場(chǎng)。

第三階段(1995年至今)20世紀(jì)90年代中后期。越來(lái)越多的歐洲國(guó)家將MBR用于生活污水和工業(yè)廢水的處理。目前主要有四家大公司經(jīng)營(yíng) MBR ，它們分別是加拿大 Zenon 公司， 13本Mitsubishi Rayon公司，法國(guó) Suez．LDE/IDI公司和日本Kubota公司。

如何應(yīng)用才是事半功倍？

MBR工藝的廣泛應(yīng)用主要得益于其高負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡、高效截流、占地少等突出優(yōu)點(diǎn)。

但是，在應(yīng)用過(guò)程中也存在一些誤解，這些誤解在應(yīng)用上造成了不良的影響，是需要注意的。

誤解1：MBR膜通量設(shè)計(jì)越高越好

正解：膜的通量是由膜材料和結(jié)構(gòu)決定的，對(duì)于某一特定的膜處理單元，其孔隙率和通量是存在上限的。過(guò)濾本質(zhì)上是一個(gè)物理過(guò)程，膜材料在減小孔徑的同時(shí)必須犧牲通過(guò)量，同時(shí)還要兼顧強(qiáng)度、保證長(zhǎng)期運(yùn)行，這就導(dǎo)致了通量是一個(gè)定值。

因此，在設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)膜廠家的建議參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

誤解2：用了MBR就得保證出水水質(zhì)

正解：MBR工藝本質(zhì)上是活性污泥法和膜濾的結(jié)合，是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上用膜濾取代了二沉池，由此帶來(lái)了截留好、污泥濃度高等優(yōu)勢(shì)，但是這并不意味著MBR工藝就可以包治百病。

對(duì)于污染物的去除，膜濾對(duì)SS有十分明顯的作用，而有機(jī)物的去除則仍舊依賴活性污泥以及有機(jī)物的可生化性，對(duì)于可生化性較差的污水或者是前段已經(jīng)過(guò)較充分的生化處理的污水，MBR一樣作用有限。

誤解3：MBR工藝不需要排泥

正解：由于膜過(guò)濾出色的截留效果，MBR工藝中的活性污泥可以達(dá)到較高的濃度，實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間和污泥齡的分離，可以不用考慮污泥濃度對(duì)出水的影響。

但是，這個(gè)優(yōu)勢(shì)只是提升了生化的發(fā)揮空間，不影響出水并不能作為支撐不排泥的理由，排不排泥的問(wèn)題還是要回到活性污泥上來(lái)。

如果不排泥，活性污泥會(huì)出現(xiàn)老化的問(wèn)題，進(jìn)而影響生化的性能，同時(shí)會(huì)對(duì)曝氣有影響。工程中MBR工藝確實(shí)可以減少排泥，但是不是不排。

誤解4：為了不堵膜盡可能地降低污泥濃度

正解：堵膜是MBR應(yīng)用中的常見(jiàn)的問(wèn)題，而堵膜的是污泥，尤其是污泥濃度過(guò)高的時(shí)候，因此就有降低污泥濃度來(lái)避免堵膜的誤解，這恰恰又陷入了另一個(gè)誤區(qū)。

過(guò)低濃度和過(guò)高濃度的污泥都會(huì)讓膜很快堵塞，正確的做法是將濃度保持在一個(gè)合適的范圍。另外，曝氣有沖刷膜表面的作用，也應(yīng)該保持在相應(yīng)的保持量。

誤解5：膜要對(duì)出水負(fù)責(zé)

正解：膜本身的原理是過(guò)濾，是一個(gè)物理過(guò)程，對(duì)污染物的去除上主要是SS，其對(duì)于MBR的意義在于提高了生化性能，但并不能過(guò)濾可溶性有機(jī)物，因此不能對(duì)COD等指標(biāo)負(fù)責(zé)，有機(jī)物的去除還是要依靠整個(gè)工藝鏈的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)管理。

誤解6：MBR只適用于生活污水

正解：MBR工藝是活性污泥法和膜濾的結(jié)合，脫胎于傳統(tǒng)的活性污泥法加二沉池的組合，在此意義上講，用到活性污泥法的場(chǎng)景就適用MBR工藝；但是，對(duì)于有些容易引起堵膜的污水，預(yù)處理要符合要求。

小結(jié)

工程應(yīng)用中，類似的問(wèn)題還遠(yuǎn)不止于此，而MBR工藝的應(yīng)用如此廣泛，因此從業(yè)人員很有學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)和技能的必要。

事實(shí)上，MBR的妙處就在于用高效截流的膜濾取代傳統(tǒng)工藝的二沉池，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了更好氧段更高的污泥濃度，提升了生化處理的效果。

MBR的運(yùn)維一方面是保持好膜的狀態(tài)，另一方面還是要把活性污泥污泥調(diào)控好，所以要搞通MBR必先搞懂生化；不懂生化讓膜來(lái)包打一切，正是很多MBR項(xiàng)目出現(xiàn)問(wèn)題的根源。