膜生物反应器在废水处理方面的应用
1. 引言
随着工业的不断发展，过分的工业废水被无序排放，这必将引起严重的水环境污染。同时，由于水资源的紧缺和人们环保意识的增强，对废水的处理要求日益提高，而对高浓度有机废水和工业废水，传统的水处理方法存在着处理装置容积负荷低，占地面积大、出水水质不稳定、管理操作复杂等问题[1]。针对上述问题，各种新型的废水处理技术应运而生，其中最引人注目的是将膜技术应用于废水处理中所形成的膜生物反应器（membrane bioreactor 又作MBR）。
膜生物反应器最早出现在酶制剂工业中，采用活性污泥法和超滤结合处理城市污水的方法，引起了人们的广泛关注。随着MBR工艺的进一步研究和改进，其应用领域不断的拓宽，处理对象已从生活污水扩展到高浓度的有机废水和难降解的工业废水，如制药废水、化工废水、食品废水、屠宰废水、烟草废水、造纸废水等。
2.MBR的定义及其类型
2.1 MBR的定义
生物反应器指以酶、微生物或动植物细胞为催化剂，进行化学反应或生物转化的装置。
膜生物反应器是把生物处理与膜分离相结合的一种组合工艺，是用膜组件来代替传统生物处理技术，使反应连续进行。MBR将膜分离技术的膜组件与污水生物处理工程中的生物反应器相结合，膜组件作为泥水分离单元取代二次沉淀池，综合了膜处理技术和生物处理技术[2]。
2.2 MBR的类型
膜生物反应器使用类型主要有分离式、一体式、萃取式三种[3]。
分离式MBR（又称分置式MBR，图1）是膜生物反应器研究的最早类型，该反应器用于固体的分离与截留，生物反应器与膜单元相对独立，由泵与管线相连接。膜组件一般采用加压的方式，生物反应器内的混合液经泵增压后进入膜组件，在压力的作用下混合液的液体透过膜成为系统出水，固体、大分子物质等被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器中。其特点是运行稳定可靠，操作管理容易，易于膜
的清洗、更换和增设。但由于循环泵提供的水流速度要求很高，为此动力消耗很高。
图1 分离式MBR 图2 一体式MBR 一体式MBR（图2）的特点主要是在反应器内进行无泡曝气。它是将膜组件置入反应器内，通过真空泵或其他抽吸得到滤液，曝气器放在膜下方，由于曝气形成的剪切力和紊动，使固体难以积聚在膜表面，从而能减少膜的堵塞和能耗。由于不需要混合液的循环系统，能耗较分离式低。但在运行稳定性和操作管理方面不及分置式[4]。
萃取式MBR（也叫隔离式MBR，图3）采用选择性膜将污水与生物反应器隔开，废水在膜内流动，而含有某种专性菌的活性污泥在膜外流动，该膜只允许目标污染物通过，进入生物反应器被降解，而各种对微生物有害的物理化学条件不影响
图3 隔离式MBR
生物反应器这一侧，所以生物反应器中的营养物质和微生物生存条件不受污水水质的影响。萃取式MBR 主要处理一些含毒性或特殊化学物质的废水。
3 MBR处理原理
MBR是高效膜分离技术与活性污泥相结合的新型水处理技术，它是利用微生物对反应机制进行生物转化，利用膜组件分离反应产物，并截留生物体，实现水力停留时间与污泥停留时间的彻底分离，消除了传统活性工艺的污泥膨胀问题，
并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌的出现，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，提高生化处理效果[5-6]。
4. MBR在废水水处理中的应用研究
4.1 在生活废水中的应用
生活废水是膜生物反应器在水处理中较早涉及的领域，研究和应用都比较广泛。除对污水的去除效果进行研究外，还主要对污水中的主要离子和污染物的去除也进行了研究。国外对MBR 处理废水研究投入了很大的力量，日本、法国、美国、澳大利亚等国对膜生物反应器处理生活废水已进入实用阶段。
我国关于MBR 的研究起步虽然较晚，但也取得了一定的成果。其中，孙俊杰、徐国勋[7]对生活污水进行处理，认为MBR工艺对污水中的COD和NH3-N 去除主要是反应器中微生物分解和膜的强制性分离共同作用的结果；蒋展鹏等[8]人用一体式A/O生物膜反应器对生活污水的处理效果和运行参数进行了试验，结果表明，COD 去除率接近90%，SS去除率>95%；温东辉、陈吕军[9]研究了MBR 处理生活杂排水，其出水水质达到我国《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）；金玉兰等[10]人对不同浓度的生活污水进行处理，考察了不同工作条件下污水的去除效果和膜通量的变化情况；史红文等[11]人用MBR 对生活污水处理实验结果表明：膜生物反应器对生活污水中COD、BOD5、SS、浊度的去除率分别达到90%～97%、97%～99%、92%～99%、98%～100%；出水水质好、易于回用。
4.2 在工业废水和高浓度有机废水中的应用
工业废水和高浓度的有机废水主要是制药、化工、食品工业、造纸、焦化等行业的外排废水，这些废水中含有大量的COD、BOD、酚、苯、多环芳烃等物质，具有化学成份复杂、含毒性、难降解等特点，传统的方法难以有效的去除。
(1) 在制药废水中的应用：白晓慧[12]等人采用厌氧膜生物反应器工艺对医药中间体酰氯的废水进行了中试研究，结果表明当原水的COD 为7000～50550mg/L 时，PH 在4～13时，厌氧池去除率保持在50%左右，膜生物处理效果保持在80%以上。
(2) 在石油化工废水中的应用：中科院生态中心的樊耀波[13]研制出一套实验室规模的好氧分离式MBR，该系统对石油化工污水的COD、BOD5、SS、浊度、石油类的去除率分别为78%～98%、96%～99%、74%～99%、98%～100%、87% 。
(3) 在食品废水中的应用：管运涛[14]等人论述了膜在食品工业中的应用和发展状况，认为其前景广阔。
(4) 在造纸废水中的应用：韩怀芬[15]研究了膜生物反应器对造纸废水中的处理效果，并与传统的活性污泥法和生物接触氧化法进行了比较，结果表明，在同样的水质条件下，膜生物反应器的处理效果明显好于普通的生物法。
膜生物反应器对工业废水处理效果都非常明显，废水中COD、BOD 等污染物去除率很高，出水能达到国家排放标准。但是MBR 在实际应用中还存在如膜材质价格贵，设备运行费用较高，膜较易污染和清洗困难等现象，因此，目前有关MBR 的研究中，大部分都是从工厂采取水样来进行实验研究或中试研究，而报道的用于废水实际处理的研究成果甚少。为了使MBR 在实际废水处理中得到更广泛的应用，膜材质的价格和膜的清洗的研究就显得尤为重要。
5. MBR 的膜材质及清洗研究
膜材质与膜组件的选择对于处理不同的废水有着重要的关系，既要做到出水水质稳定，又要造价低廉，以便能长期使用。而膜污染是限制MBR 发展及工业应用的突出问题，要使膜生物反应器获得长期稳定的运行效果，就必须研究膜污染的机理和防治方法，有效的膜污染防治可以增加膜通量，降低能耗，延长膜的寿命，降低运行费用。对于膜污染后的清洗，针对处理废水的水质差别和膜组件的不同可以采用不同的清洗方法，清洗的频率和强度由废水负荷率、细菌产量、微生物的胞外聚合物产量所决定[16]。
5.1 膜材质的应用
按膜材质分，MBR中使用的膜包括有机膜（聚合物）和无机膜（陶瓷和金属）两类。无机膜因耐酸、碱、耐溶剂及耐高温的性能，在工业废水的处理中有很大的应用潜力，但其较高的投资成本成为实际应用的一个瓶颈，所以目前膜材质大多采用有机膜。有机膜耐高温高压和耐化学腐蚀的能力虽不如无机膜，但其形状不像无机膜那样受很大的限制，价格也相对便宜[17]。有机膜通常采用聚丙烯、聚砜（PS）、聚偏氟乙烯等化学性质较稳定的材料制成，在几种常用的有机膜材质中，聚偏氟乙烯的抗污能力最强，聚砜膜最易受污染。
膜材质的造价不仅与膜的原材料有关，而且与膜孔径尺寸及孔径分布的程度有关。对于不同膜材料和膜孔径尺寸分布的精确度不同，膜的造价变化很大，如
对于用钛或锆生产的微滤或者超滤膜造价大约是用多聚物膜造价的100 倍左右。但是这些多聚物膜在膜通量、孔的尺寸和机械强度方面又受一定的限制[18]，因此对于不同浓度或含不同的污染物质的废水应采用相对应的膜材质和膜组件进行处理。
5.2 膜污染及影响因素
膜污染的来源主要有三个方面：①凝胶层，即滤饼。主要是水透过后被截留下来的部分活性污泥和胶体物质，在滤压差和透过水流的作用下堆积在膜表面而形成的可逆性膜面污染；②溶解性物质被膜内微孔表面吸附或结晶，堵塞孔道，使膜通量减少，属于可逆污染；③微生物污染。在膜表面和膜孔中有微生物所需的营养物质，因而会有大量的微生物滋生，从而造成膜通量的减少[19]。
对于膜生物反应器的污染机理并没有一个完全清除的解释，但是其影响因素主要有以下四方面：
（1）膜本身的性质（物化性能）
（2）料液的特点：不同的料液可改变处理效果，在处理焦化废水过程中通过向反应器中投加粉末活性炭（PAC）进而形成生物活性炭（BAC）来实现对膜污染的防治，结果表明在终端过滤过程中，投加PAC后膜通量明显提高.
（3）工艺的操作条件：水力停留时间、压力、温度等条件的不同对MBR 处理的效果也产生一定的影响。马莉[20]等人研究了三种出水方式（自吸水泵抽吸、真空抽吸、真空抽吸-空气反吹）对膜污染的影响，结果表明：在相同的实验条件下，真空抽吸-空气反吹对膜污染较轻。
（4）污泥的特性：污泥颗粒的大小以及污泥的量的多少也会对MBR 处理效果产生影响。颗粒尺寸越小向膜面的净迁移速度越大，颗粒越容易在膜面沉积，形成的沉积层也越致密，透水性越小，故颗粒的尺寸过小会加剧膜污染。
针对以上膜污染因素，对膜污染的防治一方面可以通过改变对膜表面性质来提高其抗污能力，另一方面可以通过改变料液运行的性能来实现，比如增大紊乱度等。但是这些方法都受到不同程度的限制，对膜通量的恢复还主要采用清洗的方法。
5.3 膜的清洗
目前报道的较多的清洗方法主要有以下几种：
（1）空气反吹,通过对几种不同的过滤—空气反吹操作的研究发现,空气反吹可以获得稳定的通透量和总透过量，与连续运行的工艺相比透过量提高，说明空气反吹可以缓解膜污染，但对膜组件的强度要求更高。
（2）水力清洗。一种较为简单的清洗方法。在前期的清洗中有明显的效果。错流MBR由于膜组件特定的错流因素，使得水力清洗成为解决该反应器膜污染问题的重要措施。
（3）化学清洗。主要是加入化学试剂如NaOH、HNO3、NaClO等来进行清洗。
（4）超声波清洗。超声波清洗作为一种新的洗膜方式，是利用超声波在液体中空化作用而达到清洗的目的，同时超声波在液体中又能加速溶解作用和乳化作用等，具有高效快速的优点[21]。
以上清洗方法中，空气反吹和水力清洗对低浓度的废水处理及废水处理前期有一定的效果，而在处理后期或对高浓度的废水清洗效果不好，超声波清洗作为一种新的清洗技术，还有待进一步的研究探讨，所以目前大部分废水处理以化学清洗居多。不论是物理还是化学清洗都有一个最佳清洗周期。樊耀波[13]等人通过数学推导，得出一个膜的反冲洗周期的测定方法，并通过实验证实了这是一个较为方便的最佳反冲洗周期的测定方法。
6. 结论
⑴虽然目前MBR运行费用要高于普通的生物处理方法，但MBR出水水质稳定，处理效果良好，且随着膜制造技术的进步、膜材质成本的降低以及膜通量的提高，膜生物反应器在工业废水处理中的应用将越来越广泛。
⑵MBR应用于实际废水处理还需从以下几方面进行研究探索：
一是开发低成本、高性能的耐污染膜。膜污染是造成膜生物反应器能耗高的主要原因，因此研究耐污型的膜，探求合适的操作条件和工艺参数将是目前研究的热点；二是对各种不同类型的污水具有专一性能的膜材质的开发；三是膜清洗机理的研究。如果这些关键技术能得到很好的解决。膜生物反应器将在废水领域中发挥更大的作用。
参考文献：
[1] 汪大翚,雷乐成.水处理新技术及工程设计. 北京: 化学工业出版社, 2002
[2] Dave Enegess.Membrane separation application to biosystems for wastewater treatment.Filtration and separation,2003,40(1):14～17 [3] 许旅强，刘利杰，梅峰等.膜生物反应器在污水处理中的研究进展.广州化工，2012，4（40）：16
[4] 谢元华，何站敏，韩进等.膜生物反应器中膜污染控制技术的研究进展.化学工程，2012,1（40）：60～61
[5] 郑祥,樊耀波. 膜生物反应器运行条件的优化及膜污染的控制.给水排水, 2001, 27(4): 41～ 44.
[6] 郑祥,朱小龙,张绍园等. 膜生物反应器在水处理中的研究及应用.环境污染治理技术与设备, 2000，11(5): 12～19.
[7] 孙俊杰,徐国勋. 膜生物反应器处理生活污水的研究.上海理工大学学报, 2004 26(1): 85～88.
[8] 蒋展鹏,钟燕敏,师绍琪. 一体化A/O生物膜反应器处理生活污水.中国给水排水, 2002, 18(8): 9～12.
[9] 温东辉,陈吕军. 膜—生物反应器处理生活杂排水的试验研究.环境工程，2002，20(2): 30～31.
[10]金玉兰,吴志超,顾国维.膜生物反应器处理不同浓度生活污水的研究.环境污染治理技术与设备， 2003，4(6): 81～83.
[11] 史红文,田学达,易平贵. 膜生物反应器处理生活污水的研究.过滤与分离, 2004 ,14(1): 81～83.
[12] 白晓慧,陈英旭. 一体式膜生物反应器处理医药化工废水的试验.环境污染与防治, 2000, 22(6)：19～21.
[13] 樊耀波,王菊思,姜兆春. 膜生物反应器净化石油化工污水的研究.环境科学学报, 1997， 17(1): 68～74.
[14] 管运涛，蒋展鹏,祝万鹏.膜分离工艺在食品工业清洁生产中的应用.上海环境科学，1997，16(5): 35～37.
[15] 韩怀芬,金漫彤,黄玉柱等. 膜生物反应器处理难降解有机废水研究.中国
给水排水，2002， 18(3): 40～43.
[16] Howell J A.Future of membranes and membrane reactors in green technologies and for water reuse.Desalination，2004,162（10）：1～11 [17] 叶立,黄卫星,杨平等. 膜生物反应器及其在工业废水处理中的应用.化工环保，2003，23(3): 142～146.
[18] 宋万召，杨云军.膜生物反应器在我国工业污水处理中的发展进程。北方环境，2012，1（24）：72～73
[19] 魏源送,郑祥,刘俊新. 国外膜生物反应器在污水处理中的研究进展.工业水处理， 2003， 23(1): 1～7.
[20] 马莉,堵国成,陈坚等.一体式膜生物反应器出水方式对膜污染的影响. 环境科学，2004， 25(2): 85～88
[21] 赵奎霞,张传义. MBR 中膜污染的全过程控制方法.河北工程技术高校专科学校学报，2003，1(3): 12～15
膜生物反应器（MBR）介绍及设计应用 （内部资料） 北京碧水源科技发展有限公司 https://www.doczj.com/doc/b710954774.html,
目录 1膜生物反应器（MBR）介绍 (1) 1.1原理 (1) 1.2工艺特点 (1) 2设计 (3) 2.1设计进水水质 (3) 2.2设计出水水质 (3) 2.3优质杂排水→城市杂用水（中水） (3) 2.3.1工艺流程 (3) 2.3.2设计说明 (4) 2.4生活污水→二级出水 (5) 2.4.1工艺流程 (5) 2.4.2设计说明 (6) 2.5生活污水→国家一级A标准 (9) 2.5.1工艺流程 (9) 2.5.2设计说明 (9)
1膜生物反应器（MBR）介绍 1.1原理 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。 图1 膜生物反应器工作原理简图 1.2工艺特点 （1）出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用。具有较高的水质安全性。
MBR膜生物反应器 一、MBR技术简介 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。 膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。 1.MBR 的技术原理 MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的F?M , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。2. MBR 工艺中膜选择的技术要点 MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。 另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。
膜生物反应器（MBR）的应用研究及其国内外的应用现状 一、我国的水资源及污水处理现状 我国是一个严重缺水的国家，我国人均水资源量仅为世界人均拥有量的1/4 其中华北地区人均水资源量小于400m3，已属于严重缺水地区。我国是世界上严重缺水的十二个国家之一。 我国目前工业污水的再生回用率仅为6%，远远低于发达国家的水平，市政污水的回用率更低。 我国万元GDP用水量是世界平均水平的5倍，是美国的8倍，德国的11倍。 水资源的管理已经成为我国经济和社会协调发展的关键问题之一。中国目前水资源浪费及污染现象相当严重，据统计，工业废水在2000年的排放量为194亿立方米，生活污水2000年的排放量为221亿立方米，按照这种速度，中国的水资源将在73年后被用尽，而如果水资源利用不加强管理、污水又得不到很好的处理与管理，进而污染到地下水，那么这个时间将会更短。目前，我国的水环境污染已经到了“有河皆枯，有水皆污”的地步，其治理任务刻不容缓。表1是对国内近年污水排放量的统计数据及2010年的预测数据。 表 1 国内近年污水排放量统计 据统计，我国的江河湖泊和水库中，已经受污染的约占82.3%；全国设立有监测系统的1200条河流中，已有850条受到污染；七大水系中，一半以上受到不同程度的污染，达不到安全饮用水源的标准，已基本丧失直接使用得功能；沿海水体发生赤潮和富营养化现象增多。因此，水环境的保护和治理已成为我国实现可持续社会发展的重要任务。 2005年，全国废水排放总量524.5亿吨，比上年增加8.7%。其中工业废水排放量243.1亿吨，比上年增加10.0%。城镇生活污水排放量281.4亿吨，比上年增加7.7%。废水中化学需氧量排放量1414.2万吨，比上年增加5.6%。废水中氨氮排放量149.8万吨，比上年增加12.6%。据统计，2000年我国县及县以上工业废水处理率和排放达标率分别为94.7%和82.1%。但实际上达标处理的工业废水量远达不到上述值，因为一些调查统计表明，我国工业废水处
膜生物反应器 科技名词定义 膜生物反应器 membrane bioreactor;MBR 定义1： 膜技术与生物技术结合的使系统出水水质和容积负荷都得到大幅提高的一种污水处理装置。 所属学科： 海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）定义2： 一种含有固定酶或细胞、可用来促进特定生物化学反应的反应器。是工业生化在生产工艺上采用的一种膜技术。 简介 膜生物反应器 膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择。 用途
污水处理:中国是一个缺水国家,污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后,将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的,而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可得,免去了长距离输水:其在被处理之后污染物被大幅度去除,这样不仅节约了水资源,也减少了环境污染。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为具有显著的社会、环境和经济效益。 迸出水水质比较: 设计进水水质:BOD5<30Omg/l CODcr<50Omg/l SS<30Omg/l T--N<4-5mg/l 出水水质:BOD5<5mg/l NH4+-N<1.Omg/l CODcr〈2Omg/l 浊度<1NTU 膜生物反应器 SS=Omg/l 细菌总数<20个/ml T-N<0.5mg/l 大肠杆菌数未检出 膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 工艺 膜生物反应器(MBR)是杨造燕教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发出来的新型污水生物处理装置,该技术被称为"21世纪的水处理技术",该项目曾被列为国家八?五、九?五重点科技攻关项目并被国家列为"中国21世纪议程实施能力及可持续发展实用新技术",此项技术在国内处于领先水平,部分指标达到国际领先水平。 MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的,而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点: 1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。
膜生物反应器的应用研究 摘要：主要介绍了膜生物反应器的定义、分类和特点及其在废水处理中的应用现状，还介绍了膜生物反应器中的膜污染及其调控措施。研究表明，使用膜生物反应器对毛纺织印染废水进行处理，出水水质基本能够达到生活杂用水水质标准。 关键词：膜生物反应器；废水处理；膜污染；调控措施 Abstract：The definition, classification and characteristics of membrane biological reactor and its application in wastewater treatment ware mainly introduced, the membrane bio-reactor membrane pollution and its control measures also ware introduced . Research shows that, using membrane biological reactor for wool textile printing and dyeing wastewater treatment, the effluent quality can achieve basic miscellaneous domestic water quality standard. Keywords：membrane bioreactor; waste water treatment；membrane fouling; controlling measures 1 膜生物反应器简介 膜生物反应器(membrane bioreactor，简称MBR)是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解[1]。 生物反应器是以微生物细胞或酶作为催化剂或可产生催化剂, 进行生化反应和转化的装置, 膜生物反应器(MBR) 则是膜与生物的结合产物, 以实现微生物发酵, 动植物细胞培养和生物催化转化等。膜生物反应器通常在常温和常压下进行生化反应, 可使产物或副产物从反应区连续地分离出来, 打破反应的平衡, 从而可大大地提高反应转化率, 增加产率或处理能力, 过程能耗低、效率高。目前, 水处理中的膜生物反应器多用于污水处理( 少量用于表面水) , 与传统的活性污泥法(CASP) 比, 由于膜反应器取代了二级澄清池, 这可使污泥停留时间(SRT) 和水力停留时间(HRT) 分别控制, 由于SRT大, 泥龄长, 污泥浓度高, 抗冲击负荷能力强, 降解速率高, 降解充分, 对难降解物质也可使之降解, 占地 -N的去除率在90% 以上, 处理后的水可直接作省, 污泥量少, 通常对COD和NH 3 为市政用水或进一步处理作各种工业用水。 2 MBR 的分类和工作机理 水处理中的膜生物反应器是由生物反应器与微滤、超滤、纳滤或反渗透膜系统组成,因而可分为微滤膜生物反应器, 超滤膜生物反应器。据膜系统与生物反应器组合的方式和位置, 膜生物反应器又可分为循环式(分置式) 和浸没式(一体式)两种, 如图1 和图2 所示。浸没式膜生物反应器(SMBR)中, 膜组件直接浸泡于反应器中, 反应器下方有曝气装置, 将空压机送来的空气形成上浮的微气泡, 在曝气的同时,又使膜表面产生一剪切应力, 利于膜表面除污, 透过液在抽
膜生物反应器原理结构 时间：2007年12月14日 膜生物反应器 (Membrane Bioreactor，简称MBR)是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。它利 用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT） 可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜生物 反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。下面是作用原理 基本图例 1.前言 随着全球范围经济的快速发展和人口的膨胀，水资源短缺已成为全球人类共同面临的严峻挑战。为解决困扰人类发展的水资源短缺问题，开发新的可利用水源是世界各国普遍关注的课题。世界上不少缺水国家把污水再生利用作为解决水资源短缺的重要战略之一。这不仅可以消除污水对水环境的污染，而且可以减少新鲜水的使用，缓解需水和供水之间的矛盾，给工农业生产的发展提供新的水源，取得显著的环境、经济和社会效益。开展新型高效污水处理与回用技术的研究对于推进污水资源化的进程具有十分重要的意义。 膜-生物反应器是近年新开发的污水处理与回用技术。该技术由于具有诸多传统污水处理工艺所无法比拟的优点，在世界范围受到普遍关注。本文将对近年来膜-生物反应器污水处理与回用技术的研究与应用进行介绍。
2.膜-生物反应器的技术原理与特点 在膜-生物反应器中，由于用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统活性污泥工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足，从而具有下列优点[1]： (1)能高效地进行固液分离，出水水质良好且稳定，可以直接回用； (2)由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定； (3)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，占地面积省；...... MBR膜生物反应器 2003-06-17 技术概况 ·由于采用了先进的膜生物反应器技术，使系统出水水质在各个方面均优于传统的污水处理设备，出水水质在感官上已接近于自来水的情况，可以作为中水回用。 ·由于膜的高效分离作用，不必设立沉淀、过滤等固液分离设备，不需反冲洗，且出水悬浮物浓度远低于传统固液分离设备，使整个系统流程简单，易于集成，系统占地大为缩小。·生物膜反应器可以滤除细菌、病毒等有害物质，不需设消毒设备，不需加药，不需控制余氯，使管理和操作更为方便，并可节省加药消毒所带来的长期运行费用。 ·生物膜反应器内生物污泥在运行中可以达到动态平衡，不需污泥回流和排放剩余污泥。·整个系统自动化程度高，运行管理简单方便。 ·采用先进的日本进口中空纤维膜，膜使用寿命长，单位体积膜面积高，膜具有自修复能力，从而减少了设备维护工作。 ·通过独特的运行方式，使膜表面不易堵塞，洗膜间隔时间长，且洗膜方式简单易行。·独特的膜组件运行方式使水处理所需能耗很低。 技术原理 MBR膜生物反应器技术将超滤膜与生物反应器有机地结合起来，克服了传统污水处理工艺的流程冗长、占地面积大、操作管理复杂等缺点，稳定可靠，出水水质优于一般中水水质标准。 适用范围中水回用 应用实例清华中水 北京汇联食品废水处理工程 膜生物反应器（MBR）是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和砂滤池的水处理技术。与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下主要特点：＾出水水质好； 由于膜的高效截留，出水中悬浮固体的浓度基本为零；对游离菌体和一些难降解的大分子颗粒状物质巨头截留作用，生物反应器内生物相丰富，如，世代时间较长的
节水与回用 膜生物反应器处理生活污水及中水回用 荆肇乾1, 吕锡武1, 赵硕伟2 (1.东南大学环境科学与工程系,江苏南京210096;2.镇江生态环境咨询中心, 江苏镇江212001) 摘 要: 针对生活污水的特点,在小试基础上建成了膜生物反应器中水回用示范工程(24 m3/d)。运行结果表明,出水浊度、BOD5、NH3-N、动植物油平均浓度分别为1.8NT U、8.7mg/L、 1.69mg/L、0.58mg/L,出水无色无味,各项水质指标均优于《城市污水再生利用———城市杂用水 水质》(G B/T18920—2002)标准。膜及膜面凝胶层对稳定系统出水水质起到了决定性作用。 关键词: 生活污水; 膜生物反应器; 中水回用 中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2006)18-0077-03 D om esti c Sewage Trea t m en t and Reuse Usi n g M em brane B i oreactor J I N G Zhao2qian1, LV Xi2wu1, ZHAO Shuo2wei2 (1.D ept.of Environm ental Science and Eng ineering,S outheast U n iversity,N anjing210096, China;2.Z henjiang Ecologica l and Environm ental Consultation Center,Zhenjiang212001, Ch ina) Abstract: Based on the characteristics of domestic se wage and p il ot2scale experi m ental operati on, a de monstrati on p r oject of me mbrane bi oreact or(MBR)f or domestic se wage treat m ent and reuse was es2 tablished(24m3/d).Operati on results show that the average concentrati on of turbidity,BOD5,NH3-N and oil in the effluent are1.8NT U,8.7mg/L,1.69mg/L,and0.58mg/L,res pectively.The efflu2 ent is col orless or odorless.The para meters of the effluent are better than the R euse of U rban R ecycling W a ter—W ater Q uality S tanda rd for U rban M iscellaneous W a ter Consum ption(G B/T18920-2002). Me mbrane and gel layer on the membrane surface are critical t o the stabilizati on of effluent quality. Key words: domestic se wage; me mbrane bi oreact or(MBR); waste water reuse 1 示范工程概况 在实验室小试研究基础上,建成了设计流量为24m3/d的中水回用示范工程———中国冶金设备南京有限公司污水处理和中水回用工程,处理出水可用作厂区内冲厕、洗车和绿化景观用水。 污水处理及回用工艺流程见图1。 污水首先经格栅去除较大的漂浮物及悬浮物后进入调节池(池内设置组合填料),调节池设计考虑较长的水力停留时间(充分考虑污水水量变化较大的特点),污水水质、水量在此均和后经污水提升泵(液位控制、自动启闭、1用1备、自动切换)提升进入膜生物反应器(MBR),大部分污染物在此得到降解[1、2],最后经自吸泵间歇抽吸(抽吸12m in,停止3m in)出水, 出水经过紫外灯杀菌器消毒后进入清水池。 图1 工艺流程 Fig.1 Sche matic diagra m of de monstrati on p r oject 第22卷 第18期2006年9月 中国给水排水 CH I N A WATER&WASTE WATER Vol.22No.18 Sep.2006
MBR膜生物反应器调试与管理大全:一.浸没式MBR膜组件的运行方法 1、清水运行 (1)检查和设置 清水运行前，请先进行以下检查准备工作。 (a)请再次确认空气管、污水管的正确连接。 (b)确认膜元件箱体在曝气箱上已固定好。 (c)确认膜组件放置的反应池已清洗完毕。打开保护盖。泥土和灰尘可能会对损坏膜组件。 (d)将清水放入池之前，打开空气排放阀，排出膜元件中的空气。 (e)将清水(自来水或过滤水)放至运行水位。 (f)放水完毕后，将空气排放阀关闭。 (2)清水运行 请按以下要领进行清水运行。 (a)曝气鼓风机启动后，请确认曝气量和曝气的均匀性。 *清水运行时可能会有泡沫产生。这种现象可能是由于膜中含有的不溶性的可生化的亲水性物质导致的。可以不管这一现象而继续运行。 (b)一台鼓风机对多台膜组件送风时，应供给保证各个膜组件的空气量相同。如果有严重的不同，请检查管道构造(接口管粗细等)和各送气管情况，使送气量达到一致。 (c)清水调试时，请检查控制设备的性能。
(d)清水调试时，请测定设计过滤水量(通常时及最大、最小流量时)下的膜间压差、水温，并进行记录保管。 (e)清水调试时，性能测试结束后，请马上停止过滤和曝气。 2、种泥的投加 必须进行种泥的投加。如果不进行种泥投加，直接用膜分离原水，可能较早地产生膜的堵塞。 请按以下要点实施种泥的投加。 (1)请预备好处理同种废水的种泥。推荐采用MLSS浓度在20,000mg/L左右的种泥。 (2)投加种泥后紧接着开始投入原水。请通过微细格栅(缝隙5mm以下)等来投入，从而去除夹杂的物质。 (3)种泥投入的量应能使膜浸没槽MLSS浓度在7,000mg/L以上。 *请勿使用接种剂。 3、运转开始 种泥投加完毕后，首先开始曝气，接着开始过滤运行，同时开始原水供给。过滤水量稳定时，请测定、记录下实际运行的过滤水量下的膜间压差、水温。运行管理相关的事项在后面进行说明。 二、浸没式MBR膜组件的运行管理 1、标准运行条件 膜组件的标准运行条件如表1-1所示。 为了保持良好的处理能力，必须确保MLSS浓度、黏度、DO(溶解氧)及pH等处理条件在合适的围。 原水中含有较多的夹杂物或粗粒的SS(悬浮物质)，以及油脂成分比重较大时，必须进行适当的前处理。
膜生物反应器在污水处理中的运用分析 发表时间：2016-12-06T16:09:52.167Z 来源：《基层建设》2016年24期8月下作者：刘毅1 胡丽嫦2 [导读] 摘要：MBR采用膜技术取代常规活性污泥法中的二沉池，具有出水水质好、基建费用低、占地面积小等优点，现已大规模用于污水处理。本文主要先简介了膜生物反应器，接着就膜生物反应器在污水处理中的运用进行了探讨。 1.身份证号码：36242819880814****； 2.身份证号码:44078419870307**** 摘要：MBR采用膜技术取代常规活性污泥法中的二沉池，具有出水水质好、基建费用低、占地面积小等优点，现已大规模用于污水处理。本文主要先简介了膜生物反应器，接着就膜生物反应器在污水处理中的运用进行了探讨。 关键词：膜生物；反应器；污水；处理 1膜生物反应器的简介膜生物技术——膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)，是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效水处理工艺，它通过膜技术来强化生化反应的功能。采用这种工艺几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中，反应器中的生物污泥浓度大幅度提高，污泥泥龄(理论上)可以无限长，使出水的有机污染物含量降到最低，能有效去除氨氮，对难降解的工业废水也非常有效。 1.1膜生物技术的由来 膜生物技术最早是用于微生物发酵行业，在20世纪60年代开始应用于水处理领域，现已被认为是水处理领域中最具有发展潜力的技术之一，成为污水处理与回用、解决饮用水处理中出现的消毒副产物等的有效手段，目前世界各国都在积极研究和不断探索膜生物技术。 1.2 MBR的主要形式 MBR是由生物反应器与膜组件(微滤、超滤、纳滤或渗透膜等)2部分组成。按照生物反应器与膜组件组合方式可分为外置式和内置式两种形式。 外置式生物反应器(RMBR)是指膜组件与生物反应器分开设置，生物反应器膜的压力驱动是靠加压泵，生物反应器内的混合液通过加压泵进入膜组件，在内外压差的作用下，混合液中的水经过选择透过性膜渗出，由膜截留下的其他物质经浓缩后回流到生物反应器；内置式生物反应器(SMBR)是指膜组件安置在生物反应器的内部，压力驱动靠水头压差，或用真空泵抽吸，混合液中的水经过选择透过性膜渗入，由泵排出。 外置式生物反应器(RMBR)的特点是膜组件自成体系，有易于清洗、更换及增设等优点。但泵的高速旋转产生的剪切力对某些微生物细菌体产生影响，使其部分失去活性。为了减少污染物在膜表面的沉积，由循环泵提供的水流流速都很高，为此动力消耗较大。内置式生物反应器(SMBR)不使用循环泵，可避免微生物菌体受到剪切力而失去活性，和外置式相比能节省占地，降低运行费用。但通常膜部分的拆洗较困难。但随着膜材料和结构的发展，中空纤维超滤膜组件以其体积小、组装灵活、可分组设置成若干框架结构、便于从曝气池中拿出等特点，克服了平板膜不易拆装、清洗的缺点，而广泛用于内置式生物反应器(SMBR)中。 1.3 MBR工艺特点 MBR作为一种新的水处理技术具有的优势是其他处理技术所无法比拟的，它具有以下突出的优点：首先，能高效地进行固液分离，要将废水中的悬浮物质，水处理中的微生物群落和已净化了的水分离开，如利用分离膜，则可不采用沉淀池这种通常具有代表性的固液分离设备。该系统设备占地空间也较通常方法节省。此外，通过膜分离装置所获得的水质，有可能直接再利用。 其次，在作为反应槽的生物反应器内能保持高浓度的微生物。超滤膜等分离液，由于能阻止每分子量的有机物和悬浮物向系统外流失，且使参与反应的微生物完全保持在生物反应器内，因此，有利于生长速度较慢的厌气性微生物的成长，使在通常系统中难以代谢的物质也有可能进行分解。 再次，使分解速度慢的有机物韵停留时间变长。利于难生物降解的有机物的分解。 2 MBR在污水处理中的应用 2.1 MBR在生活污水处理中的应用 Udea等用中空纤维抽吸式聚乙烯膜一生物反应器工艺处理乡村生活污水，规模32～39m3／d，膜通量约12.11L／(m2?h)，HRT为13h 或16h，BOD负荷0．15～0．32kg／(m3?d)。当进水BOD133±68mg／L、总氮32±19mg／L、总磷3．8±3．0mg／L时，去除率分别为99％、99％、83％、70％。 2.2 MBR在印染废水处理中的应用 邓祥等人采用中试规模(10t／d)的厌氧一好氧膜生物反应器(A／O～MBRR)处理毛纺印染废水，当HRT为7t，进水COD、BOD分别是179～358mg／L和44．8～206mg／L，试验系统对COD、BOD、色度、浊度的平均去除率分别是92．1％、98．4％、60．7％、98．9％，出水水质浓度或指标值分别为20．2mg／L、1．6mg／L、25倍、0．51NUT。出水水质指标达到建设部规定的生活杂用水水质标准，可以作为回水水源。A／O～MBR技术可行、操作简单、易于管理，可为工业规模应用提供技术参考。 2.3 MBR在金属加工废水处理中的应用 Sutton等用膜一生物反应器在HRT为54．2h、有机负荷COD为6．3kg／(m3?d)的条件下进行高浓度液的处理，COD去除率为94．4％，氨、脂肪、油、油脂、磷均可得到明显的去除。 2.4 MBR在垃圾渗出液处理中的应用 德国LSWA(水污染控制与垃圾处理研究所)采用MBR处理垃圾渗出液的实验中，进水水质COD在240～1500mg／L，BOD5在20～460mg／L，NH4一N在60～300mg／L，AOX在1．0～3．9mg／L，经MBR处理其出水水质(平均值)COD为250mg／L，BOO5为1mg／L，NH4一N<99mg／L，AOX<50mg／L。 2.5 MBR在啤酒废水处理中的应用 同帜，程刚等采用MBR处理啤酒废水，进水水质COD在413～1621mg／L，SS在74～94mg／L，NH4一N在44～76mg／L，浊度在65～99度，pH值在6～7，出水水质COD在14～50mg／L，SS在6～llmg／L，NH4一N在0．1～0．9mg／L，浊度为0度，pH值在7～8之间。
世上无难事，只要肯攀登 上海明工重型设备有限公司 上海明工重型设备有限公司始建于1956 年（原上海大明铁工厂），是一家出口企业。公司以生产大、中型系列矿山机械、冶金机械、建材设备为主，集研发、生产、销售为一体的股份制企业。70 年代，公司参加了我国首次运载火箭研制工作，攻克了钢铝合金的焊接难关，试制成功火箭燃料箱，获得上海市重大科技进步一等奖，周恩来总理曾高度赞扬：“大明、大明，大名鼎鼎”。2005 年，为配合市政建设，公司在上海嘉定马陆高科技园区置地50 余亩，新建厂房18000 平方米，资产1.5 亿，员工400 多人，拥有专业技术人员70 多人，中、高级工程师20 多人的专业技术队伍，拥有一支训练有素的铆工和焊工队伍。 公司注重基础管理，建有企业管理网络，工作现场实现定置管理，物流实现ABC 管理，公司内部实行计算机信息化，生产技术进行微机管理，产品开发工艺采用CAD、CAPP 技术，公司不断坚持新产品研发和研制，投入技改资金，完善产品开发，满足用户的不同需求。 公司将继续高举“实业报国、振兴中华民族经济”的旗帜，将一如既往地发挥长期的技术优势，在设备精良、设计能力高强、生产队伍宏大的前提下，实现与国际水准接轨，竭诚与四海宾朋携手再创辉煌、共同托起中华民族工业的太阳。 经营信条：创民族名牌，让用户满意是我们永久的追求。 公司产品包括大型球磨机、大型回转窑、烘干机、成套水泥生产线、鄂式破碎机系列、反击式破碎机系列、制砂机（冲击式破碎机）系列、振动给料机系列、振动筛系列、洗砂机系列、皮带输送机等几十种系列、数百余种规格的煅烧、破碎、制粉成套设备,广泛适用于矿业、化工、冶金、建材、煤炭、耐火材
膜生物反应器在废水处理中的应用 摘要：膜生物反应器将生物处理与膜分离技术相结合,是一种高效的废水处理新技术。在城市污水处理、中水回用、工业废水处理等方面的研究及应用实践表明,膜生物反应器具有常规废水处理工艺无法比拟的优势。对其在废水处理与回用中的应用前景进行了展望。 关键词：膜生物反应器废水处理 膜- 生物反应器(membrane bioreactor ,MBR)是一种膜分离技术与微生物学、生物化学等相结合进行废水处理的新工艺,主要由“膜组件,生物反应器和物料输送”3 部分组成. 它与传统的生化污水处理技术相比,具有固液分离效果好、生化效率高、出水水质优、设备集中、占地面积小、污泥浓度高、污泥负荷低、便于管理和自动控制等优点,基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀、污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到中水回用要求的问题[1] ,在中水回用和废水处理中有广阔的应用前景.本文综述膜技术在废水处理中的应用及其进展。 1、膜生物反应器的特点和分类 利用MBR 对废水的处理效果可达到单一技术所不能期望的水平。 第一, 单一生物反应器中的水力停留时间与污泥停留时间是很难达到分别控制的, 而MBR 系统可以同时实现在很短的水力停留时间和很长的污泥停留时间里使废水中难降解成分在有限体积的生物反应器中有足够停留时间, 从而达到较高去除效果, 这是MBR 最突出优点之一。 第二, 由于MBR 以膜分离作为固液分离技术, 因而使生物反应器中的活性污泥量可以比普通生物反应器中高得多。 2、工艺流程 膜生物反应器一般由微滤或超滤膜组件与生物反应器组成,根据二者的组合方式,可分为分置式和一体式2 种,其工艺流程见图1 。 图1 膜生物反应器工艺流程 1. 膜组件; 2. 生物反应器; 3. 循环泵; 4. 吸压泵 2.1工艺特点 膜生物反应器的主要工艺特点: (1) 膜分离技术使混合液中的微生物和废水中的悬浮物质以及蛋白质等大
MBR（膜生物反应器）介绍 （一）、MBR 工艺的组成和原理 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（Extractive Membrane Bioreactor, EMBR ）；③固液分离型膜- 生物反应器（Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor, SLSMBR, 简称MBR ）。 二、曝气膜- 生物反应器 曝气膜- 生物反应器最早见于Cote.P 等1988 年报道，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。如图[1] 所示。 图[1] 三、萃取膜- 生物反应器 萃取膜- 生物反应器又称为EMBR （Extractive Membrane Bioreactor ）。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 。其工艺流程见图 2 。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 可分别控制在最优的范围，维持最大的污染物降解速率。 [ 图2] （暂缺） 四、固液分离型膜- 生物反应器 固液分离型膜- 生物反应器是在水处理领域中研究得最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
膜生物反应器的类型： 从工艺上划分，MBR有三种类型 固-液分离膜生物反应器：用于固体的分离与截留，取代传统的沉淀池 氧气传质膜生物反应器：用于在反应器中进行无泡曝气 萃取膜生物反应器：从工业污水中萃取优先污染物，而这些污染物质采用常规生物工艺无法进行处理。 膜组件与生物工艺的结合上分：侵没式（一体式）MBR和外置式（分体式）MBR 从对氧气的需求方面分：好氧MBR和厌氧MBR 膜生物反应器的优点 不同MBR的优点和缺点 反应器优点缺点 膜分离生物反应器占地面积小 彻底去除出水中的固体物质 出水无须消毒 COD、固体和营养物可以在一个单元内被去除 高负荷率 低/零污泥产率 流程启动快 系统不受污泥膨胀的影响 模块化/升级改造容易 曝气受到限制 膜污染 膜价格高 膜曝气生物反应器氧利用率高 能量利用率高 占地面积小 氧需要量可以在供氧时控制 模块化/升级改造容易 膜易于污染 基建投资大 无实际工程实例 工艺复杂 萃取膜生物反应器可处理有毒工业废水 出水流量小 模块化/升级改造容易 细菌与废水隔离 基建投资大 无实际工程实例 工艺复杂
膜 膜的定义：膜可以看做是一种材料，这种材料能让某种物质比其他物质更容易通过。膜的这种性质奠定了膜分离的基础。 膜的结构和分类 膜制造的主要目标是生产这样一种材料：具有足够的机械强度，能维持高的膜通量，还要具有高的选择度。膜孔的密度增大，膜通量也增大，表明材料的空隙率越高越好。膜的整体阻力与其厚度成正比。膜孔径尺寸分布越宽，膜的选择度越差。因此，任何膜的最佳物理结构都应当是：膜材料的厚度要薄，孔径尺寸分布要窄，表面空隙率要高。 从实现物质分离的方式分：致密膜和有空膜 致密膜的分离在某种程度上是通过透过组分与膜的膜材料之间的物理—化学反应实现的，它的选择度最高。 多孔膜是通过物理作用实现分离的（即通过筛分作用） 根据膜材料的组成对膜进行分类：有机膜（聚合物）和无机膜（陶瓷和金属） 膜分离过程 纳滤（NF） 曾经被称为“疏松型反渗透”，利用电荷斥力、溶解度-扩散特性和筛分等几方面的性质来进行分离 膜材料 膜的构型 膜的几何形状，或者说它形成的方式，是决定整个工艺性能的关键。另外需要实际考虑的是单片膜本身组成的方式。单片膜的最佳几何形状，或者说其构型，应具有以下特点：膜面积与膜组件的体积比高； 进料侧具有高的湍流度以促进传质效果； 单位产水量能耗低； 单位膜面积造价低； 方便清洗的设计； 设计上允许模块组装。
MBR膜生物反应器调试与管理 一．浸没式MBR膜组件的运行方法 1、 清水运行 （1） 检查和设置 清水运行前，请先进行以下检查准备工作。 （a）请再次确认空气管、污水管的正确连接。 （b）确认膜元件箱体在曝气箱上已固定好。 （c）确认膜组件放置的反应池内已清洗完毕。打开保护盖。泥土和灰尘可能会对损坏膜组件。 （d）将清水放入池内之前，打开空气排放阀，排出膜元件中的空气。 （e）将清水（自来水或过滤水）放至运行水位。 （f）放水完毕后，将空气排放阀关闭。 （2）清水运行 请按以下要领进行清水运行。 （a）曝气鼓风机启动后，请确认曝气量和曝气的均匀性。 * 清水运行时可能会有泡沫产生。这种现象可能是由于膜中含有的不溶性的可生化的亲水性物质导致的。可以不管这一现象而继续运行。 （b）一台鼓风机对多台膜组件送风时，应供给保证各个膜组件的空气量相同。如果有严重的不同，请检查管道构造（接口管粗细等）和各送气管情况，使送气量达到一致。 （c）清水调试时，请检查控制设备的性能。 （d）清水调试时，请测定设计过滤水量（通常时及最大、最小流量时）下的膜间压差、水温，并进行记录保管。 （e）清水调试时，性能测试结束后，请马上停止过滤和曝气。 2、 种泥的投加 必须进行种泥的投加。如果不进行种泥投加，直接用膜分离原水，可能较早地产生膜的堵塞。 请按以下要点实施种泥的投加。 （1）请预备好处理同种废水的种泥。推荐采用MLSS浓度在20,000mg/L左右的种泥。 （2）投加种泥后紧接着开始投入原水。请通过微细格栅（缝隙5mm以下）等来
投入，从而去除夹杂的物质。 （3）种泥投入的量应能使膜浸没槽MLSS浓度在7,000mg/L以上。 * 请勿使用接种剂。 3、 运转开始 种泥投加完毕后，首先开始曝气，接着开始过滤运行，同时开始原水供给。过滤水量稳定时，请测定、记录下实际运行的过滤水量下的膜间压差、水温。运行管理相关的事项在后面进行说明。 二 浸没式MBR膜组件的运行管理 1、 标准运行条件 膜组件的标准运行条件如表7-1所示。 为了保持良好的处理能力，必须确保MLSS浓度、黏度、DO（溶解氧）及pH等处理条件在合适的范围。 原水中含有较多的夹杂物或粗粒的SS（悬浮物质），以及油脂成分比重较大时，必须进行适当的前处理。 又，必须添加消泡剂来除去膜分离槽内的泡时，请使用不易积垢的酒精类消泡剂。此外，表7-1所示的为标准的运行条件，并不是适合各种废水处理的条件范围。使用环境（特别是污泥性状）不同时，可能会有所差异。 表7-1 膜组件的标准运行条件
新型膜生物反应器的研究和应用 侯文俊 余健 (湖南大学土木工程学院,长沙 410082) 摘 要:膜生物反应器(M BR)是膜技术与生物反应器相结合而形成的一种新型的废水处理工艺。文章介绍了新型膜生物反应器对各种特种废水的处理效果,详细介绍了膜生物反应器在国内外的应用情况,探讨了存在的问题和解决的途径。 关键词:膜生物反应器; 应用 中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:100326504(2004)0520111203 膜生物反应器是由膜组件和生物反应器组成的,它以膜技术的高效分离作用取代活性污泥法中的二次沉淀池[1],达到了原来二次沉淀池无法比拟的泥水分离和污泥浓缩效果。近几十年来,国内外学者对其进行了大量的研究和探索。 1 对特种废水处理效果 随着经济的发展,环境不断恶劣,排放的污水中各种污染物日益增多,尤其是处理各种特殊的废水,用传统的工艺已远远达不到排放标准。而膜生物反应器对于这些废水有着很好的处理效果(见表1)。钱易等在研究M BR对丙烯腈废水处理中发现出水中BOD达到排放标准[1]。韩怀芬等在研究难降解有机废水的处理中发现,对C OD的去除率高,一般可达到85%以上,同时发现出水C OD值随着污泥浓度的升高而减小,并且随着运行天数的增加而趋于稳定[2]。丁杭军等在研究医院污水的处理时发现对C OD、NH3—N浓度的平均去除率很高,其出水水质符合我国医院污水排放的标准[3]。鲍建国等在研究一体式膜生物反应器处理港口污水及回用中发现系统稳定运行后,出水水质满足中水回用水水质标准的要求[4]。 表1 MBR在特种废水中的处理效果(mg/L) 污水种类 C O D BOD NH3—N SS 进水出水进水出水进水出水进水出水 洗浴污水130～322<4099～212<50.59～10.2～0.415～500印染废水100～150018050040 黄泔废水900～12000<1006805<10130～180<54750～5470<10医院污水48～278<25200.410～241 制药废水1500～4900<180500～1633<10297～354<15430～1033<10大楼污水92～1082327～32<839～47 3.5丙烯腈废水75018931862 随着膜生物反应器技术的成熟,各种改进型膜生物反应器层出不穷(见表2)。刘超翔等在研究毛染废水的处理中发现厌氧+好氧膜生物反应器串联工艺的C OD去除率和脱色效果优于单纯的好氧膜生物反应器,对其脱色率、出水色度有很好的效果[5]。彭若梦等采用新开发的A/O膜生物反应器有良好的脱氮效果和较强的抗NH3—N冲击负荷能力,而且采用本装置处理炼油废水取得了较好的效果,出水水质达到了国家工业循环冷却用水的指标[6]。张永明等新开发了一种双功能陶瓷膜生物反应器,用该装置处理废水时可以进行抽滤/曝气的切换,从而有效地解决了一般膜反应器中普遍存在的膜容易堵塞的问题,提高了膜反应 作者简介:侯文俊(1981-),男,本科生,从事水污染与控制的研究。器处理废水的能力。此外,在该装置中增加了陶瓷载体,既可以增加生物相浓度,又可减少过多的悬浮物堵塞陶瓷膜[7]。张军等提出复合膜生物反应器(HS M2 BR),兼有生物膜法、活性污泥法、膜分离的特点,在该系统中,填料的介入为微生物提供了更加有利的生存环境,使复合系统有更强的适应性和稳定性[8],系统的复杂生态结构使其具备了较强的抗冲击负荷的能力。邢传宏等在研究无机膜生物反应器处理生活污水中发现出水水质稳定,且具有较强的抗冲击负荷的能力[9]。陈梅雪等在接触氧化槽膜生物反应器和上流式接触氧化柱膜生物反应器处理印染废水的比较中发现出水水质稳定,对其参数优化后可用于印染废水处理[10]。 新型膜生物反应器的研究和应用 侯文俊,等