技術(shù)介紹

膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結(jié)合的新型水處理技術(shù)，是目前最有前途的廢水處理新技術(shù)之一，是公認的市政污水最終可行的中水回用技術(shù)，膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。它利用沉浸于好氧生物池內(nèi)的膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機物質(zhì)有效地截留住，通過負壓分離出達到排放標準的清水。中空纖維膜的應(yīng)用取代活性污泥法中的二沉池，進行固液分離，有效的達到了泥水分離的目的。充分利用膜的高效截留作用，能夠有效地截留硝化菌，完全保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使硝化反應(yīng)保證順利進行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一時難于降解的大分子有機物，延長其在反應(yīng)器的停留時間，使之得到最大限度的分解。

應(yīng)用MBR技術(shù)后，主要污染物的去除率可達：COD≥93%、SS=100%。產(chǎn)水懸浮物和濁度幾近于零，處理后的水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用，實現(xiàn)了污水資源化，在廢水資源化及中水回用方面具有及其廣闊的發(fā)展前景，已經(jīng)受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。目前隨著水資源短缺局勢的日益嚴峻及膜生產(chǎn)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，MBR在水處理領(lǐng)域得到了逐漸廣泛的應(yīng)用，其數(shù)量日益增多，規(guī)模不斷擴大。

膜生物反應(yīng)器分類

（1）曝氣膜-生物反應(yīng)器  

曝氣膜-生物反應(yīng)器最早見于Cote.P 等1988年報道，采用透氣性致密膜（如硅橡膠膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點情況下，可實現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。該工藝的特點是提高了接觸時間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。

（2）萃取膜-生物反應(yīng)器  

萃取膜-生物反應(yīng)器又稱為EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。因為高酸堿度或?qū)ι�物有毒物質(zhì)的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；當廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時，若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣提現(xiàn)象，不僅處理效果很不穩(wěn)定，還會造成大氣污染。為了解決這些技術(shù)難題，英國學(xué)者Livingston研究開發(fā)了EMB。廢水與活性污泥被膜隔開來，廢水在膜內(nèi)流動，而含某種專性細菌的活性污泥在膜外流動，廢水與微生物不直接接觸，有機污染物可以選擇性透過膜被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨立，各單元水流相互影響不大，生物反應(yīng)器中營養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響，使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運行條件如HRT和SR 可分別控制在最優(yōu)的范圍，維持最大的污染物降解速率。

（3）固液分離型膜-生物反應(yīng)器  

固液分離型膜-生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得最為廣泛深入的一類膜-生物反應(yīng)器，是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(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行狀況，改善污泥沉降性必須嚴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。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的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。針對上述問題， MBR 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)有機結(jié)合，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特效菌 ( 特別是優(yōu)勢菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時，通過降低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題。

(1)出水水質(zhì)好，穩(wěn)定性高：膜過濾出水使得膜生物反應(yīng)器內(nèi)獲得比普通活性污泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗負荷沖擊能力。同時，污泥停留時間較長，這也為難降解有機物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反應(yīng)器內(nèi)繁殖富集，特別是對難降解有機物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反應(yīng)器膜分離對小于膜孔徑有機大分子物質(zhì)的截留作用，能夠確保濾后出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方面很穩(wěn)定。

(2)占地少：膜生物反應(yīng)器可以維持較高的污泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統(tǒng)生物處理的2.5～5倍，同時系統(tǒng)省去了二沉池和污泥回流設(shè)備，因而占地面積省。

(3)膜生物反應(yīng)器操作維護簡單：膜分離單元工藝簡單，出水和運行不受污泥泥膨脹等因素的影響，操作維護簡單方便，且易于實現(xiàn)自動控制管理。

(4)膜生物反應(yīng)器污泥處水費用低：系統(tǒng)污泥濃度高，泥齡長，這意味著排泥量少，產(chǎn)泥量僅占傳統(tǒng)工藝的30%，這對后續(xù)的污泥處理極為有利。

（5） 對污染物的去除率高，抗污泥膨脹能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，出水中沒有懸浮物；

（6）膜生物反應(yīng)器實現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡STR和水力停留時間HRT的分別控制，因而其設(shè)計和操作大大簡化；

（7）膜的機械截留作用避免了微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負荷，降低污泥負荷，具有極強的抗沖擊能力；

（8）曝氣池的活性污泥不不會隨出水流失，在運行過程中，活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化，并達到一種動態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有耐沖擊負荷的特點；

（9）膜生物反應(yīng)器易于一體化，易于實現(xiàn)自動控制，操作管理方便；

（10）可作為RO、NF的前處理，可使RO、NF進水的SDI≦2，大大的延長了RO、NF膜元件的使用壽命，確保膜系統(tǒng)的長時間的穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)的方法需要復(fù)雜的工藝處理才能達到RO、NF進水的要求，CMF只需一步過濾就可得到高品質(zhì)的預(yù)處理水，直接作為RO、NF的進水，產(chǎn)水率95%以上。

膜生物反應(yīng)器廣泛適用于生活、市政、石油、化工、印染、造紙污水的回用工程；生活小區(qū)、賓館飯店、度假區(qū)、學(xué)校、寫字樓等分散用戶的日常生活污水處理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行業(yè)的有機污水處理。膜生物反應(yīng)器的產(chǎn)水常用于灌溉、洗滌、環(huán)衛(wèi)、造景等非飲用功能。尤其適合于以下領(lǐng)域