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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FöM , 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）介绍一、MBR技术简介膜生物反应器（MBR）是将传统的生物反应器和微孔膜技术结合而成的一种新型的污水处理技术，其以微孔膜这种精密的分离膜为核心，同时利用生物膜反应技术（MBR）进行处理。
MBR技术的特点是系统用膜代替了传统的澄清池，其效果显著，具有高水质、稳定性好、操作维护简单等特点，在市政府和工业废水处理中得到广泛的应用。
二、MBR技术工艺流程MBR技术的处理过程分为生物反应池、膜分离系统、超滤泵等组成部分，其处理流程基本如下：1、进水：污水通过污水泵送入MBR系统中。
2、生物反应池：利用生物学的原理，将水中的有机物质和氮磷等污染物质进行生物降解处理，转变为水体中的微生物和矿化物等。
这一过程需要在适宜的氧气含量和温度条件下进行，以便较好的实现污水的脱氮、脱磷和去除COD等作用。
3、膜分离系统：MBR系统的核心部分是孔径微小的微孔膜，这种膜可以分离出生物反应池中水中的颗粒物、微生物、病毒等杂质物，以保证水质过滤要求。
根据实际的处理工艺和出水质量要求，膜分离系统的膜孔径一般控制在0.1~0.5μm之间。
除了控制孔径外，还要根据实际技术要求和生产过程控制反洗周期、膜污染预警和自动清洗等工艺参数，以确保膜的分离效能和长期稳定性。
4、超滤泵：清水经过膜过滤后，外层的膜表面会沉积一定量的污垢，这些污垢需要定期进行反冲和清洗，以保证系统的正常运行和长期的使用寿命。
超滤泵则是用于维持膜的正常工作状态，清洗和预警报警等维护工作。
三、MBR技术应用场景1、市政污水处理MBR技术在市政污水处理中有着广泛的应用，其处理效果稳定、出水水质高、占地面积小等优势特点受到了市政府的青睐。
目前国内外的城市污水处理厂中，MBR工艺已经成为一种比较成熟和高效的处理技术。
2、工业废水处理MBR技术在工业领域中也有着很广泛的应用，其处理效果稳定，能够防止难降解或难分解的污染物通过生物反应器直接进入自然环境中，减少污染对环境的影响。
膜生物反应器类型膜生物反应器是一种利用膜技术进行生物反应的装置，其通过膜的选择性透过性，实现对反应物和产物的分离和浓缩，具有高效、节能、环保等优点。
根据不同的应用要求和操作方式，膜生物反应器可以分为多种类型。
一、微滤膜生物反应器微滤膜生物反应器是一种常见的膜生物反应器，其利用微孔膜进行分离和过滤，实现对微生物和悬浮物的分离和去除。
微滤膜具有较大的孔径，通常在0.1-10微米之间，可以有效地过滤微生物、悬浮物和颗粒物，同时保留溶解性物质。
微滤膜生物反应器广泛应用于饮用水处理、废水处理和生物发酵等领域。
二、超滤膜生物反应器超滤膜生物反应器是一种利用超滤膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
超滤膜的孔径通常在0.001-0.1微米之间，可以有效地分离大分子物质、胶体和悬浮物，同时保留溶解性物质。
超滤膜生物反应器广泛应用于生物制药、生物分离和废水处理等领域。
三、纳滤膜生物反应器纳滤膜生物反应器是一种利用纳滤膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
纳滤膜的孔径通常在0.001-0.01微米之间，可以有效地分离溶解性物质、小分子物质和离子，同时保留大分子物质和胶体。
纳滤膜生物反应器广泛应用于生物制药、生物分离和饮用水处理等领域。
四、反渗透膜生物反应器反渗透膜生物反应器是一种利用反渗透膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
反渗透膜是一种具有高选择性的膜，可以有效地去除溶解性物质、离子和微生物，同时保留水分子。
反渗透膜生物反应器广泛应用于饮用水处理、海水淡化和废水处理等领域。
五、气体分离膜生物反应器气体分离膜生物反应器是一种利用气体分离膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
气体分离膜具有较高的气体透过性和选择性，可以有效地分离和浓缩气体。
气体分离膜生物反应器广泛应用于气体分离和气体纯化等领域。
六、电渗析膜生物反应器电渗析膜生物反应器是一种利用电渗析膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
电渗析膜是一种具有电离选择性的膜，可以通过电场驱动离子的迁移，实现对溶解物的分离和浓缩。
膜生物反应器的分类、组成目前已开发的膜生物反应器可分为三种：膜分离反应器、膜曝气反应器和萃取膜生物反应器。
膜分离反应器被用于固体的分离与截留，可取代沉淀池。
膜曝气反应器可实现膜生物反应器中的无泡供氧，提高氧传质效率。
萃取膜生物反应器可利用膜的选择透过性对特定的污染物进行分离。
目前只有膜分离反应器得到了大规模的应用。
膜分离反应器的分类方法有很多种，按膜组件放置方式则可分为分体式和浸没式膜-生物反应器；按生物反应器是否需氧，可分为好氧和厌氧膜生物反应器；按照膜材料可分为有机材料和无机材料膜生物反应器；按照膜组件的形式可分为中空纤维、板式以及管式膜生物反应器。
膜分离反应器的分类方法有很多种，按膜组件放置方式则可分为分体式和浸没式膜-生物反应器；按生物反应器是否需氧，可分为好氧和厌氧膜生物反应器；按照膜材料可分为有机材料和无机材料膜生物反应器；按照膜组件的形式可分为中空纤维、板式以及管式膜生物反应器。
分离式膜-生物反应器的特点是生物反应器和膜组件分开放置，反应器内混合液经输送泵进入膜组件，在压力作用下混合液滤出液透过膜组件，浓缩液则通过循环泵返回反应器。
Ymamoto等在20世纪80年代在膜分离技术的基础上开发了浸没式膜-生物反应器，可取代混凝、沉淀、过滤、吸附、消毒等工艺，并能获得高质量的出水水质，特点是将膜组件置于反应器内，在出水泵的抽吸作用（或重力作用）下滤出液透过膜组件。
浸没式和分离式MBR由于膜组件放置位置的不同，因而在能耗、膜污染、清洗方式等诸多方面存在差异。
由于需要对浓缩液回流，因此维持分离式较浸没式MBR的运行需要更高的能耗；浸没式MBR膜组件置于高浓度的泥水混合液中，所以较分离式的膜污染发展更快；浸没式MBR一般在膜组件下方设置曝气管路，通过鼓气使气泡对膜纤维表面进行吹脱并使膜纤维产生抖动，以达到对膜组件的清洗目的，而分离式MBR一般通过定期对膜组件进行水（气）的反向冲洗来实现；虽然分离式运行需要较高的能耗，但由于其置于反应器之外，更适合于高温、高酸碱等恶劣的处理环境，同时具备较高的膜通量。
膜生物反应器（MBR）介绍膜生物反应器（MBR）是一种先进的污水处理技术，它采用了生物膜技术和微孔膜技术相结合，可以高效地去除水中的污染物和细菌，使废水达到国家排放标准，同时还可以实现水资源的循环利用。
一、膜生物反应器的工作原理膜生物反应器的工作原理分为生物反应和膜过滤两个主要过程。
生物反应阶段是将废水中的有机物降解为可被微生物吸收的低分子化合物，同时释放出能量和二氧化碳。
而膜过滤阶段则是利用微孔膜的过滤作用，将生物反应池中的生物团和细菌截留在膜外，把清洁的水从膜孔中压出，最终得到达标的排放水。
二、膜生物反应器的优点1. 净水效果好。
MBR工艺对水中的悬浮物、生物细胞、病菌等有良好的截留和杀灭效果，可以有效提高出水水质。
2. 占地面积小。
相比传统生物脱氮、脱磷工艺，MBR工艺使用的生物反应池体积更小，系统更紧凑，因此占地面积更小。
3. 运行成本低。
MBR工艺可以避免传统工艺中用于搅拌、沉降、澄清等工序所需要的设备和能源消耗和维护费用。
此外，膜组件使用寿命长，可加快工艺流程，降低进出水波动对系统负荷产生的影响，从而减少了后处理设备的需求。
4. 可实现零废水排放。
通过再利用MBR反应池内的生物菌群、生物膜和微孔膜的功能，废水可以完全达到生态恢复和循环利用的标准。
三、膜生物反应器的应用领域MBR工艺已被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、恶臭气体治理、海水淡化等领域。
城市污水处理中，MBR工艺利用膜过滤技术对废水进行处理，可用于公共卫生、景观池和生态用水等方面。
在工业废水处理中，MBR工艺可以对各种工业生产废水和污染地下水进行处理和回收利用。
在海水淡化中，MBR工艺是一种可靠的技术手段，可以将海水转化为可饮用的淡水。
总的来说，MBR工艺具有净水效果好、占地面积小、运行成本低和可实现零废水排放等优点，在废水处理和资源再利用方面具有广阔的应用前景和重要意义。
目录膜生物反应器 (3)1膜生物反应器（MBR）介绍 (1)2膜生物反应器的分类 (1)2.1萃取曝气膜生物反应器 (1)2.2分置式膜生物反应器(RMBR) (2)2.3一体式膜生物反应器(SMBR) (2)2.4分离膜生物反应器 (3)2.5无泡曝气膜生物反应器 (3)2.6好氧MBR和厌氧MBR (3)3MBR工艺用膜 (4)3.1MBR 膜材质 (4)3.2MBR 膜孔径 (5)3.3MBR 膜组件 (5)3.3.1工业上常用的膜组件形式 (5)3.3.2MBR 工艺中常用的膜组件形式 (6)3.3.3MBR 膜组件设计的一般要求 (7)4膜生物反应器的工艺设计 (8)4.1有效容积 (8)4.2有机负荷 (8)4.3MLSS值 (9)4.4水力停留时间(HRT) (10)4.5固体停留时间(SRT) (11)4.6生物反应器的构造 (11)4.7其它一些考虑 (11)5MBR 的应用领域 (12)6MBR 发展前瞻 (14)6.1MBR 应用的重点领域和方向 (14)6.2MBR未来的研究重点 (15)参考文献 (16)[摘要]综述了膜生物反应器与传统反应器相比在污水处理方面的优势，首先并对膜生物反应器的分类做了简要的介绍；其次，对膜生物反应器的工艺用膜做了详细的分类以及简要的说明，并对膜生物反应器的工艺设计依据、构型、膜组件和有机负荷、固体停留时间、水力停留时间等生物反应器的技术参数进行了探讨，为膜生物反应器中试设计提供了借鉴；最后对膜生物反应器的应用和未来的发展方面做一个展望。
[关键词] 膜生物反应器；膜组件；膜设计；污水膜生物反应器姓名：孙晓辉学号：201200369021 专业：化学工程1膜生物反应器（MBR）介绍膜生物反应器(Membrane bioreactor,简称(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
传统的活性污泥法的泥水分离是在二沉池完成的,其分离率完全取决于活性污泥的沉降性能。
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 measures1 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NH3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, 透过液在抽吸泵的负压下流出膜组件。
MBR 利用膜分离组件实现废水生物处理后污泥与水的分离，膜分离组件主要有微滤(MF)、超滤(UF)和纳滤(NF)三种，根据不同的需要可以进行相应的选择。
按照膜组件在生物反应器中所起的作用，MBR 可分为三类：膜分离生物反应器、膜曝气生物反应器和萃取膜生物反应器。
在污水处理中，尤其是工业废水处理中主要使用的是膜分离生物反应器。
按照膜组件与生物反应器的组合位置，MBR 可分为分置式MBR 和一体式MBR 两种，其中分置式有助于设备的清洗、更换、增设，但泵的高速旋转对某些菌种会产生失活作用；一体式不使用泵，可省掉循环用管路配置，但膜清洗较为困难，膜污染问题较难解决[2]。
图1 循环式膜生物反应器示意图图2 浸没式膜生物反应器示意图MBR 的分类具体如下表1 所示。
表1 MBR 的分类内容分类膜组件管式、板框式、中空纤维式膜材料有机膜、无机膜压力驱动形式外压式、抽吸式生物反应器好氧、厌氧膜组件与生物反应器的组合分置式、一体式(浸没式)3 MBR 的特点MBR 利用膜的高效固液分离作用代替了传统活性污泥法中的二沉池，克服了污泥膨胀等问题，其主要工艺特点如下：（1）污染物去除率高，出水浊度很低，出水可直接回用于市政绿化、工业冷却水等，且设备占地小；（2）能将所有的微生物截留在生物反应器内，与活性污泥法相比，可使反应器中的生物浓度提高5~10 倍，实现反应器水力停留时间和污泥泥龄的完全分离，可提高难降解有机物的降解效率；（3）生物反应器中的微生物浓度高，耐冲击负荷；（4）反应器在低F/M下运行，剩余污泥量少，无污泥膨胀现象，对氮、磷等的去除效率高；（5）传质效率高,氧的转移效率高达60%左右；（6）泥龄可实现无限长，硝化能力强；（7）设备占地面积小，工艺集中，易于操作管理；（8）使用过程中存在的膜污染问题，一定程度上制约了膜生物反应器的应用[3]。
4 MBR 在印染废水处理中的应用4.1 印染废水的来源及特征纺织工业的加工对象以棉、毛、丝绸、化纤等为主，每一种加工对象都有特殊的加工工艺及相应的浆料、染料、助剂。
如棉织物工业废水主要来自退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花等工序；而毛纺织工业废水主要来自洗毛、染色、预缩工序。
因此纺织工业污水中含有棉、毛及纺织品上洗脱的油类、脂类、盐类和纤维素，以及在加工过程加入的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱、盐等，这类污水的成分比较复杂，具有很高的COD（化学需氧值），对人类的健康和环境造成极大地危害。
印染废水存在的主要问题是：水量大，成分复杂，生物难降解物多，脱色困难，运行费用高等。
印染废水主要来自退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花、整理工序。
正是这些决定了印染废水具有以下特点：（1）色度大、有机物含量高；（2）水质变化范围大；（3）pH 值变化大；（4）水温水量变化大。
4.2 MBR 在印染废水处理中的应用中国科学院生态环境研究中心的郑祥，刘俊新研究了厌氧反应器与好氧MBR 组合工艺处理毛纺印染废水的试验[4]。
试验系统主要由高位水箱、厌氧反应器、好氧反应器、膜组件单元及曝气单元组成，废水为某毛纺厂污水站经过0.5mm 筛板筛虑后的毛纺印染废水，该废水组分复杂，含有染料、染化助剂、毛料漂染过程产生的各种污染物，实验结果表明：COD 的去除率平均达80.3%，出水COD 平均值为37mg/L，对BOD5 去除率平均达95%，而采用常规生物处理工艺对COD 去除率平均为42%，出水的色度一般可保持在20 倍左右，色度的平均去除率达59%，在系统稳定运行期间生物反应器内污泥的VSS/SS 基本无变化，说明系统内没有明显的无机物积累。
西安工程大学环境与化工学院的同帜等研究了A/OMBR(一体式)系统处理印染废水[5]，试验主要对印染废水的生物处理进行改进，在核心单元氧化池中引入膜组件，组成一体式MBR系统，省去了传统生物处理依靠重力的固液分离系统，减少了基建投资，同时为提高印染废水的可生化性，利于后续MBR 的处理，在好氧MBR 处理单元前加入了厌氧水解酸化单元，组成了A/OMBR(一体式)处理系统，经处理后可使印染废水达到标准排放。
实验表明：实验中A/OMBR(一体式)系统最佳运行条件为HRT=9- 10h，DO=2- 3g/L，该系统在最佳的运行条件下可使印染废水的COD≤100mg/L，最小可以达到21.80mg/L，色度=2- 16 倍，浊度≈0，SS≈0，pH=7- 8.5；该处理系统费用低、效果好，其中A/O 系统可提高印染废水的可生化性，利于后续MBR的处理，最终可使印染废水实现达标排放。
4.3 MBR 在印染废水处理应用中的展望未来MBR 工艺的应用及其在印染废水处理方面的发展，与我国印染行业的变化有很大的关系。
当前及未来较长一段时间内，我国印染行业的行业规模越来越大，废水产量也将随之增大；废水中新型助剂、染料等大量存在，可能会导致难降解有毒有机物组分的含量也越来越多。
因而MBR 技术的研究将集中在：（1）膜污染机理的研究和预防，保持膜通量的基础上降低运行和维护成本；（2）新型膜材料的研究和开发；（3）自动化程度的进一步提高等。
膜技术作为21 世纪最有前景的水处理技术，将有着更加广泛的发展前景，未来MBR 处理印染废水的研究将呈现以下几种趋势：（1）由于MBR 技术对印染废水处理有较强的适用性，MBR 工艺处理印染废水的研究和应用将越来越多。
（2）多样化的组合工艺与MBR 工艺组合处理印染废水，可弥补MBR技术不足，充分发挥其作用。
单独采用MBR 工艺处理印染废水也将会是未来研究的一个新方向。
（3）MBR 技术处理印染废水将会更多地应用到实际工程中，小处理量的成型MBR 设备将会出现，并被推广应用于小型分散型印染企业。
（4）深入研究MBR 处理印染废水过程中的污染情况，预防和降低膜污染，促进MBR 在印染废水处理中的应用。
（5）更多的社会科研机构和个人将会参与MBR 技术处理印染废水的研究。
MBR 作为一种较新的印染废水处理系统，由于其诸多优点而得到广泛的研究和应用。
印染废水的特点与MBR 工艺有着良好的切合点，随着MBR 技术研究的发展和印染行业清洁生产的倡导，采用MBR 技术处理印染废水将会有良好的应用前景，其对印染行业清洁生产的实现也将作出重要贡献。
5 生物膜反应器处理农村生活污水应用集中式污水处理系统是通过庞大的排水管网系统，将污水输送到城市污水处理厂进行处理；但这种方式在农村难以实施，因农村村落集镇较为分散，将污水收集后输往污水处理厂存在一定难度。
人工湿地污水处理系统占地面积大，适用于有大量土地可以利用的地区。
在我国经济发达地区的农村及其城乡结合部，目前已无大量土地资源用作人工湿地进行污水处理。
因此农村村落集镇的污水处理，需要走小型化、就地化、分散式处理的道路［6］。
膜生物反应器具有出水水质好、占地面积小、可实现自动控制等特点。
该技术通过膜的高效分离作用，可提高泥水分离效率；同时，该工艺能减少剩余污泥的产量，从而基本解决了传统生物方法存在的问题；其可以集约制作成一体化柜箱式的外形，实现小型化、自动化，可使得农村生活污水得以就地处理。
