膜生物反应器(MBR)技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制。

一、MBR 工艺的组成

膜- 生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜 - 生物反应器实际上是三类反应器的总称： ① 曝气膜 - 生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ； ② 萃取膜 - 生物反应器（ ExtractiveMembrane Bioreactor, 简称EMBR ）； ③ 固液分离型膜 - 生物反应器（ Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR ）。  

曝气膜采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（ Bubble Point）情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。  

萃取膜生物反应器因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。为了解决这些技术难题，英国学者 Livingston研究开发了 EMB 。废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。系统的运行条件如 HRT 和 SRT 可分别控制在Zui优的范围，维持Zui大的污染物降解速率。

固液分离型膜-生物反应器是在水处理领域中研究得Zui为广泛深入的一类膜 -生物反应器，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在 1.5~3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（ HRT ）与污泥龄（ SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的 25% ～40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题， MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中菌 (特别是优势菌群 ) 的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低 F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。

二、MBR 工艺的特点

与许多传统的生物水处理工艺相比， MBR 具有以下主要特点：

1、出水水质优质稳定

由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈， 悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除 ，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（ CJ25.1-89 ），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。

同时，膜分离也使 微生物被完全被截流在生物反应器内， 使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

2、剩余污泥产量少

该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。

3、占地面积小，不受设置场合限制

生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省； 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。

4、可去除氨氮及难降解有机物

由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。

5、操作管理方便，易于实现自动控制

该工艺实现了水力停留时间（ HRT ）与污泥停留时间（ SRT ）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。

6、易于从传统工艺进行改造

该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。   

三、MBR 产品应用

膜生物反应器是由膜分离和生物处理结合而成的一种新型、高效污水处理技术。工业含氮废水其脱氮机理包括硝化作用和反硝化作用两个基本过程。硝化作用是指由氨氮转化为硝态氮的过程,该过程主要依靠亚硝化细菌和硝化细菌两类好氧自养菌来完成。

mbr膜技术首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物,然后采用膜组件强制截留生物反应器中的活性污泥以及绝大多数的悬浮物,实现净化后水和活性污泥固液分离,由此强化了生化反应,提高了污水处理效果和出水水质。

MBR处理工艺对氮肥行业废水中COD处理效果明显,其生化菌种养生驯化阶段较短,从第3天即显现稳定的效果;稳定处理阶段、正常运行阶段均能保持较高的COD去除率,去除率基本在90%以上;出口COD平均控制在30mg/L以下。

　　四、MBR 的功能及优点

MBR生物反应器采用可编程序控制器（PLC）控制。有以下功能：

1.膜生物反应器全过程采用自动控制系统，大大减少了运行管理费用。

2.进水泵自动运行。当生物反应器内水到达高水位时，进水泵停止运行，当水位降至低水位时进水泵自动开启。

3.根据中水贮水池水位自动开启、关闭循环泵。

4.自动开启、关闭加药泵，加药量可根据需要调整。

5.自动运行膜清洗程序。

6.电机设有过流、过载保护

　　五、MBR 的应用领域   

　　1、城市污水处理及建筑中水回用        2、工业废水处理

　　3、微污染饮用水净化                  4、粪便污水处理

　　5、土地填埋场 / 堆肥渗滤液处理

国内外 MBR 主要应用领域及污水类型所占百分比率（％）：

工业污水 27% 、城市污水 12 %、建筑污水 24 %、垃圾 9% 、家庭污水 27 %。

六、MBR的处理效果

通过MBR工艺的处理，污水能够实现回用。

MBR的COD去除率大于93%，去处绝大部分的悬浮物，出水水质良好稳定。适用于各类办公楼、宾馆、饭店、机关、餐厅酒楼、工厂等生活污水及纺织、啤酒、造纸、制革、食品、炼油等行业的有机废水处理。

MBR是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用有效截留污水中的微生物及硝化菌，使硝化反应高效的进行，有效去处水中的氨氮。同时将污水中一时难以降解的大分子有机物截留，延长其在反应器内的停留时间，直至使之分解。中空纤维膜能够很好的实现泥水分离，使活性污泥不流失，提高了污泥龄，因此MBR不需要传统工艺中的二沉池。