膜生物反应器研究与工程应用进展

膜生物反应器研究与工程应用进展一、本文概述随着科技的不断进步和环境保护意识的日益增强，膜生物反应器（MembraneBioreactor，MBR）作为一种高效的水处理技术，在污水处理和废水回用领域的应用越来越广泛。MBR结合了生物处理与膜分离技术的优势，通过生物降解和膜过滤的双重作用，实现了对污水中有机物的高效去除和出水水质的显著提升。本文旨在全面综述膜生物反应器的研究现状，探讨其工程应用中的关键技术问题，展望未来的发展趋势，以期为我国MBR技术的进一步推广和应用提供理论支持和实践指导。文章首先介绍了MBR的基本原理、分类及特点，阐述了其在污水处理和废水回用领域的应用优势。接着，文章从膜材料、膜污染控制、生物反应器设计等方面对MBR的研究进展进行了详细梳理，分析了当前MBR技术面临的主要挑战和解决方案。在此基础上，文章通过国内外典型案例的分析，探讨了MBR在工程应用中的实际效果和存在的问题，提出了针对性的优化措施和建议。文章展望了MBR技术的发展前景，包括新型膜材料的研发、智能化控制系统的应用以及与其他水处理技术的集成等方向，为我国MBR技术的持续创新和发展提供了思路。二、膜生物反应器的基本原理与特点膜生物反应器（MembraneBioreactor，MBR）是一种将膜分离技术与传统生物处理技术相结合的高效污水处理技术。其基本原理在于利用生物处理过程去除污水中的有机污染物，并通过膜过滤实现泥水分离，从而实现污水的净化。MBR集成了生物降解和膜分离两大过程，实现了对污水中污染物的连续去除，同时保持了污泥的高浓度和低龄化，显著提高了生物处理效率。高效分离：膜的高效截留作用使得MBR能够实现泥水的高效分离，从而保持生物反应器内的高污泥浓度，提高了生物降解效率。出水水质好：由于膜的截留作用，MBR可以去除污水中的悬浮物、细菌、病毒等微生物，使得出水水质清澈透明，满足高标准的水质要求。污泥产量低：MBR通过膜过滤实现了污泥的连续回流，使得污泥在反应器内停留时间延长，实现了污泥的减量化。占地面积小：MBR将生物反应器和膜分离过程集成在一起，实现了设备的小型化和紧凑化，使得占地面积大大减小。操作灵活：MBR可以根据不同的水质和处理要求进行灵活的操作调整，如改变曝气量、调整回流比等，以满足不同的处理需求。随着膜技术的不断发展和优化，MBR在污水处理领域的应用越来越广泛，其独特的优势使得其在未来的污水处理领域具有广阔的应用前景。三、膜生物反应器的研究进展随着环境保护和能源节约的日益重视，膜生物反应器（MBR）作为一种高效、节能的污水处理技术，近年来得到了广泛的研究和应用。MBR结合了生物处理与膜过滤的优点，不仅提高了污水处理效率，还实现了污泥减量、节能降耗等目标。本文将重点阐述MBR的研究进展，包括膜材料改进、膜污染控制、运行工艺优化等方面。在膜材料改进方面，研究人员致力于开发新型高性能膜材料，以提高MBR的污水处理能力和膜通量。目前，常见的膜材料包括聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PSF）等。新型膜材料应具备更好的亲水性、抗污染性和机械性能。纳米技术的引入为膜材料的改性提供了新的途径，如纳米颗粒增强膜的机械性能，纳米纤维提高膜的过滤性能等。膜污染是MBR运行过程中不可避免的问题。为了控制膜污染，研究者们提出了多种策略，包括改进膜清洗方法、优化操作条件、开发新型抗污染膜等。其中，开发新型抗污染膜是防止膜污染的根本途径。通过改变膜表面性质、引入亲水性基团、降低膜表面粗糙度等方法，可以有效提高膜的抗污染性能。同时，优化MBR运行条件，如控制曝气量、调节污泥浓度等，也有助于减缓膜污染速度。在运行工艺优化方面，研究者们针对MBR的启动、运行和停机过程进行了深入研究。通过优化MBR的启动过程，可以实现快速挂膜和稳定运行。在运行过程中，通过调节曝气量、回流比等参数，可以优化MBR的污水处理效果。针对MBR的长期运行问题，研究者们还提出了多种延长膜使用寿命的方法，如定期进行膜清洗、优化污泥回流等。膜生物反应器的研究进展体现在膜材料改进、膜污染控制和运行工艺优化等多个方面。随着科技的不断进步，MBR技术将在污水处理领域发挥更大的作用，为实现水资源的可持续利用和环境保护做出重要贡献。四、膜生物反应器的工程应用进展膜生物反应器（MBR）作为一种先进的废水处理技术，近年来在工程应用方面取得了显著的进展。MBR以其高效、节能、占地面积小等优点，逐渐在各类废水处理工程中占据重要地位。在市政污水处理领域，MBR技术以其出水水质好、污泥产量低的特点，被广泛应用于城市污水处理厂的升级改造。通过MBR技术，可以实现对污水中有机物、氮、磷等污染物的深度去除，同时实现污泥的减量化和资源化。在工业废水处理方面，MBR技术也展现出了良好的应用前景。针对含油废水、化工废水、制药废水等难处理废水，MBR技术能够有效去除污染物，同时实现废水的回用，降低企业生产成本，提高水资源利用效率。MBR技术在农业灌溉、景观用水等领域也得到了广泛的应用。通过将MBR技术与其他处理技术相结合，如与厌氧处理、高级氧化等技术联合使用，可以进一步提高废水处理效果，满足不同领域对水质的需求。然而，MBR技术在工程应用中也面临着一些挑战，如膜污染、膜更换成本高等问题。为了解决这些问题，研究者们正在不断探索新的膜材料、优化膜组件设计、改进操作条件等，以提高MBR技术的运行稳定性和经济性。膜生物反应器在工程应用方面取得了显著的进展，为废水处理领域的发展提供了新的动力。未来，随着技术的不断进步和应用的深入，MBR技术将在更多领域发挥重要作用，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。五、膜生物反应器未来的发展趋势与挑战膜生物反应器（MembraneBioreactor,MBR）作为一种高效的水处理技术，在过去的几十年中得到了广泛的研究和应用。随着全球水资源日益紧缺和水环境污染问题的加剧，MBR技术的发展显得尤为重要。未来，MBR将面临诸多发展趋势与挑战。技术创新与优化：随着材料科学和工程技术的不断进步，MBR的膜材料将更加高效、耐用和环保。同时，反应器设计和操作策略的优化也将进一步提高MBR的处理效率和稳定性。智能化与自动化：随着物联网、大数据和人工智能等技术的快速发展，MBR的运行将更加智能化和自动化。这不仅可以提高处理效率，还可以降低运行成本，减少人为错误。资源化与能源化：MBR在处理废水的同时，还可以实现资源的回收和利用。例如，通过MBR处理后的水可以用于灌溉、工业冷却等，实现废水的资源化利用。MBR还可以与能源回收系统结合，实现废水的能源化利用。应用领域拓展：除了传统的市政污水处理，MBR在工业废水处理、农业灌溉、海水淡化等领域的应用也将不断拓展。成本问题：虽然MBR在处理效果上具有明显优势，但其建设和运行成本相对较高，限制了其在一些经济落后地区的推广应用。因此，如何降低MBR的成本是未来发展的关键挑战之一。膜污染与膜更换：膜污染是MBR运行过程中的一个常见问题，它不仅影响处理效果，还增加了膜更换的频率和成本。因此，如何有效防止和控制膜污染是MBR未来发展的另一个重要挑战。复合污染物的处理：随着工业化和城市化的快速发展，水体中的复合污染物越来越多。这些污染物对MBR的处理效果提出了更高的要求。因此，如何高效处理复合污染物是MBR未来发展的又一挑战。环境与安全风险：MBR在处理过程中可能会产生一些有害物质，如消毒剂残留、微生物污染等。这些物质可能对环境和人体健康造成潜在风险。因此，在MBR的发展过程中，必须充分考虑其环境与安全风险，并采取相应的防控措施。MBR在未来的发展中既面临诸多机遇也面临诸多挑战。只有通过不断的技术创新、优化和拓展应用领域，同时克服成本、膜污染、复合污染物处理以及环境与安全风险等方面的挑战，MBR才能在全球水资源保护和水环境治理中发挥更大的作用。六、结论随着环境保护和水资源再利用的日益迫切，膜生物反应器（MBR）作为一种高效的废水处理与回用技术，正逐渐受到国内外研究者和工程师们的广泛关注。本文综述了近年来MBR在研究与工程应用方面的主要进展，旨在为相关领域的学者和从业者提供全面的技术参考和发展方向。在MBR的基础研究方面，新型膜材料的开发与优化、生物膜形成与传质机理的深入探索，以及MBR系统中微生物群落结构与功能的研究，都为MBR的性能提升和稳定运行提供了理论基础。特别是针对膜污染问题的研究，不仅有助于揭示污染形成的机制，还为膜材料的改进和清洗策略的优化提供了指导。在工程应用方面，MBR技术在水处理领域的应用范围不断扩大，从生活污水、工业废水到海水淡化等领域，都取得了显著的效果。MBR系统的小型化、集成化和智能化发展趋势，使得其在空间受限或水资源极度匮乏的地区具有更大的应用潜力。同时，MBR技术的成本效益分析表明，随着技术成熟和规模化应用，其处理成本有望进一步降低，从而增强其在市场上的竞争力。然而，MBR技术的发展仍面临诸多挑战。如膜材料的长寿命和低成本问题、系统运行的稳定性和可靠性问题、以及在实际应用中与其他技术的集成与耦合问题等，都需要进一步的研究和探索。MBR作为一种先进的废水处理与回用技术，其研究与工程应用已取得显著的进展。未来，随着技术的不断创新和完善，MBR有望在环境保护和水资源再利用领域发挥更大的作用，为实现可持续发展目标做出重要贡献。参考资料：生物膜反应器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。膜生物反应器（MBR）与生物膜(biofilm)反应器是两种不同的反应器。而生物膜反应器是在反应器中添加各种填料以便微生物附着生长使在填料上形成了一层生物构成的类似于膜的结构，这样的反应器才被称为生物膜反应器。生物膜法是污水生物处理主要技术之一，它与活性污泥法并列，既是古老的、又是发展中的污水生物处理技术。生物膜法是根据土壤自净的原理发展起来的。1893年，作为生物膜法的生物滤池在英国问世，并从此开始用于污水处理的实践。20世纪30年代，开始建造了许多生物膜法反应器，主要形式是生物滤池。与活性污泥法相比，虽然生物滤池生物量高、运行费用低，但其负荷较低，卫生条件差，处理构筑物易堵塞。在40～50年代生物滤池有逐渐被活性污泥法取代的趋势。60年代，新型有机合成材料大量问世，生物滤池的填料由碎石、炉渣逐步改进为聚乙烯、聚苯乙烯制成的波纹板、蜂窝状等有机人工合成填料，使其比表面积和孔隙率大大增加，生物膜法得到了新的发展。到了70年代，除了普通生物滤池外，生物转盘、淹没式生物滤池和生物流化床技术得到了更多的研究与应用。近年来，又涌现出大量新型的单一或复合式生物膜反应器，如微孔膜生物反应器、气提式生物膜反应器、移动床生物膜反应器以及升流式厌氧污泥床——厌氧生物滤池等。——胡亨魁编著.水污染治理技术.武汉市：武汉理工大学出版社,2传统的活性污泥工艺(ConventionalActivatedSludge,CAS)广泛地应用于各种污水处理中。由于采用重力式沉淀方式作为固液分离手段，因此带来了很多方面的问题。如固液分离效率不高、处理装置容积负荷低、占地面积大、出水水质不稳定、传氧效率低、能耗高以及剩余污泥产量大等等。传统生物处理工艺处理后的水难以满足越来越严格的污水排放标准，同时，经济的发展所带来的水资源的日益短缺也迫切要求开发合适的污水资源化技术，以缓解水资源的供需矛盾。在上述背景下，一种新型的水处理技术——（MembraneBiologicalReactor,MBR）应运而生。随着膜分离技术和产品的不断开发，(MBR)也更具有实用价值，近年来许多国家都投入了大量资金用于开发此项高新技术。CAS是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。其基本流程如图1所示，是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统（含空气或氧气的加压设备、管道系统和空气扩散装置）以及污泥回流系统等组成。曝气池与二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。由初次沉淀池流出的废水与从二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，其混合体称为混合液。在曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解，使废水得到净化。在二次沉淀池内，活性污泥与已被净化的废水（称为处理水）分离，处理水排放，活性污泥在污泥区内进行浓缩，并以较高的浓度回流曝气池。由于活性污泥不断地增长，部分污泥作为剩余污泥从系统中排出，也可以送往初次沉淀池。在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器（MembraneBio-Reactor），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。膜-生物反应器（MembraneBio-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。主要利用膜分离设备截留水中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8000~10，000mg/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。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、工业污水通过膜生物反应器等设备处理之后，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、工业污水就近可得，可免去长距离输水，而实现就近处理实现水资源的充分利用，同时污水经过就近处理，也可防止污水在长距离输送过程中造成污水渗漏，导致污染地下水源。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用，被认为21世纪污水处理最实用技术。进出水水质比较:一般城市污水设计进水水质:BOD5＜300mg/l；CODcr＜500mg/l；SS＜300mg/l；T-N＜45mg/l出水水质:BOD5＜10mg/l；NH4+-N＜0mg/l；CODcr〈30mg/l；浊度＜5NTU；总大肠细菌总数＜3个/L；膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜及渗透膜等;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。进水井里设置溢流口和进水闸门，在来水量超过系统负荷或者处理系统发生事故的情况下，关闭进水闸门，污水直接通过溢流口就近排入河道或者市政管网。污水中经常含有大量杂物，为了保证MBR系统的正常运行，必须将各种纤维、渣物、废纸等杂物拦截在系统之外，因此在系统前设置格栅，定期将栅渣清理干净。收集的污水水量和水质都是随着时间变化的，为了保证后续处理系统的正常运行，降低运行负荷，需要对污水的水量和水质进行调解，因此在进入生物处理系统前设计调节池。调节池内需要定期清理沉淀物。调节池一般设置溢流，在负荷过大的情况下，保证系统的运行正常。在MBR反应池里进行着有机污染物的降解和泥水的分离。作为处理系统的核心部分，反应池里面包括微生物菌落、膜组件、集水系统、出水系统、曝气系统。为了能够保证系统运行良好，需要采用一定的计量装置进行系统的参数控制。计量控制仪器包括流量计和水表等。电控箱安装于设备机房内。主要控制进水泵、风机和抽吸泵。控制有手动控制和自动控制两种形式。进水泵在PLC控制下，根据各反应池水位情况，自动运行。抽吸泵运行按预设时间周期间歇控制，当MBR反应池低水位时，抽吸泵自动停止，以保护膜组器。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八·九·五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: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。膜的高效截留作用，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，运行控制灵活稳定。由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一，并取代了三级处理的全部工艺设施，因此可大幅减少占地面积，节省土建投资。利于硝化细菌的截留和繁殖，系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，剩余污泥产量极低，由于泥龄可无限长，理论上可实现零污泥排放。膜生物反应器（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，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。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为研究的热点之一。膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m3/d至13000m3/d不等。我国对MBR的研究还不到十年，但进展十分迅速。国内对MBR的研究大致可分为几个方面：（1）探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复合式工艺、两相厌氧工艺；（2）影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究，探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性；（3）扩大MBR的应用范围，MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水（食品废水、啤酒废水）与难降解工业废水（石化污水、印染废水等），但以生活污水的处理为主。在我国，MBR同时应用于生活污水与工业废水处理的研究。这些研究结果都表明：MBR对各种高浓度有机废水与难降解废水的COD，NH3-N.SS，浊度等都达到良好的去除效果。我国人均水资源拥有量仅为2250m3/人.年，不足世界平均水平的1/4。在我国600多个城市中，有300余座城市缺水，其中严重缺水城市有100余个，年缺水量近60亿m3，每年因缺水造成经济损失约2000亿元人民币。华北地区人均水资源占有量只有250—480m3/人.年，低于全国人均水平的1/5，这一地区的所有城市几乎都面临缺水问题。因此污水回用是缓解华北平原水危机的重要措施之一。膜生物反应器技术以其优质的出水水质被认为是具有较好经济、社会和环境效益的节水技术而倍受关注。尽管还存在较高的运行费用问题，但随着膜制造技术的进步，膜质量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投资也会随之降低。如聚乙烯中空纤维膜，新型陶瓷膜的开发等已使其成本比以往有很大降低。另一方面，各种新型膜生物反应器的开发也使真运行费用大大降低，如在低压下运行的重力淹没式MBR、厌氧MBR等与传统的好氧加压膜生物反应器相比，其运行费用大幅度下降。因此，从长远的观点来看，膜生物反应器在水处理中应用范围必将越来越广。在水环境标准日益严格的今天，MBR已显示出其巨大的发展潜力，将是新世纪替代传统废水处理技术的有力竞争者。高MLSS与微滤膜过滤下，出水水质稳定，高品质。高容积负荷下，停留时间短，MBR流程较传统系统简单，占地面积减小完全取代沉淀池、砂滤单元，占地面积较传统方式节省30%，无污泥沉降性问题反应池内MLSS浓度可达10000mg/L以上，耐负荷冲击能力强，有效处理高浓度有机废水在微滤膜过滤下，分离效果远优于传统沉淀池及砂滤等处理单元，出水水质良好稳定，悬浮物和浊度低，一般低污染度市政废水处理后，可直接做为中水道用水或现场资源回收水使用有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统的硝化效率得以提高，A/O反应下具高效脱氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨氮与磷，尤其适用于水质管制区内使用微滤膜可拦除大部分细菌等微生物，减少消毒药剂添加量及获得安全的回用水低能耗，操作运转费用低生物拦截在池内，可取得较长的SRT高污泥龄之运转下，在生物自解下污泥量减少1/2以上。低废弃污泥量低于传统活性污泥法、排泥周期长、操作弹性大，生物膜管系统属于绝对过滤系统及高MLSS，可轻易克服变异性大之废水系统PLC控制设计，操作维护容易，可实现自动化控制，便于管理高生物污泥操作浓度;MLSS=6000~10000mg/l，可减少生物好氧污泥池之体积可作封闭式设计，低公害，低噪音，低臭味膜分离大大提高了污水的大分子难降解的物质处理效率标准移动式模组化设计，快速简单的安装，易于分期扩充适用于对于旧有污水处理厂进行改造，仅需增设MBR膜组设备。流程变动原程序中有沉淀池两座、快混池、慢混池、加压浮除、上流式过滤一组、活性炭塔两座等程序。几乎可全被MBR持取代。将其中一池沉淀池改为平底，置入MBR模组。即可取代原有其他程序。NH4-N=4mg/l，NO3-N=4mg/l经MBR处理后水质：操作维护更容易，成本更低原先程序复杂，池体与机械众多，人员操作技术性与复杂度高。所需人力多。由MBR池取代后，反洗由PLC自动控制。化学洗程序单纯，各组分别实施。人员操作管理极容易。耗材由于机械众多，复杂，耗材数量大。也必须活化或更新活性炭。机械数量少，形式单纯为上世纪90年代国际上新兴的水处理技术，它将污水生物处理技术与膜分离技术相结合，首先利用生化技术降解水中的有机物，驯养优势菌类、阻隔细菌，然后利用膜技术过滤悬浮物和水溶性大分子物质，降低水浊度，达到排放标准。膜生物反应器技术可广泛用于污水处理和中水回用等领域。即连续循环曝气系统工艺（ContinuousCycleAerationSystem），是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR（SequencingBatchReactor，序批式处理法）的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。(1)曝气时，CCAS污水处理的污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD的去除率，去除率高达95%。(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。(3)沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物极低，低的值也保证了磷的去除效果。CCAS污水处理工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。采用超微滤膜对液体进行选择性过滤分离，在操作压力范围下对液体混合物进行截流而达到分离、浓缩、净化的目的。连续超微滤技术受到市场和用户的广泛关注及使用，为一成熟技术。聚丙烯中空纤维膜元件在净水领域、河川水、深井水及工业制程浓缩的处理有丰富的经验。膜系统中原水在膜外侧，净化水走膜内侧，回流比高，水在膜管内的流速大，有利于减小膜污染。同时采用气水混合反洗工艺，通过空气对膜表面的擦洗，能够有效的保护膜元件，膜清洗效果好，可有效去除水中的细菌、微生物和悬浮物等杂质，出水浊度近于零。可作为RO、NF的前处理，可使RO、NF进水的SDI≦2，大大的延长了RO、NF膜元件的使用寿命，确保膜系统的长时间的稳定运行。线上清洗，结合膜材料的优良机械性能，可采用气水反冲洗技术和错流工艺，占地面积小。传统的方法需要复杂的工艺处理才能达到RO、NF进水的要求，CMF只需一步过滤就可得到高品质的预处理水，直接作为RO、NF的进水，产水率95%以上。延长RO、NF的清洗周期。使RO、NF的清洗周期从1-3个月延长到半年以上，寿命从2-3年延长到5年以上。膜组化设备可直接放置于生物处理池中，使用上无论是新建或旧有污水厂改善皆非常便利，膜组化经由精确的计算与设计可有效降低膜污染及使用寿命，并在长期的设备运行中得到验证。中水，即城市污水经三级处理后的再生水。常用于灌溉、洗涤、环卫、造景等非饮用功能。在2004年意大利招开的环保年会上，从各方面评估公认MBR膜生物反应器为市政污水最终可行的中水回用技术。偏远地区饮用水的水源通常取用地下水或地表水（如河川水、雨水，湖泊等），由于原水中存在着不同的杂质，故规划流程亦为两套主架构。膜生物反应器是常见的水处理设备之一，膜生物反应器研究的重要内容是在保证出水水质的前提下，膜通量应尽可能大，这样减少膜的使用面积，降低膜生物反应器的基建费用和运行费用，这些都是由膜生物反应器参数决定的，下面我们就来了解一下膜生物反应器的参数内容。膜生物反应器的材料分为有机膜和无机膜两种。膜生物反应器曾遍采用有机膜，常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式膜生物反应器通常采用超滤膜组件，截留分子量一般在2—30万。膜生物反应器截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。当膜选定后，其物化性质也就确定了，因此，操作方式就成为影响膜生物反应器膜污染的主要因素。不仅污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量，混合液本身的过滤性能，如活性污泥性状、生物相也影响膜生物反应器膜通量的衰减。有研究表明：粉末活性炭（PAC）与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能，形成体积更大、粘性更小的污泥絮体，减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加入会造成污泥活性受到限制，影响反应器的处理能力和处理效果。改善膜面附近料液的流体力学条件，如提高流体的进水流速，减少浓差极化，使被截留的溶质及时被带走。分离式膜生物反应器中，一般均采用错流过滤的方式；而一体式膜生物反应器实质上是一种死端过滤方式。与死端过滤相比，错流过滤更有助于防止膜面沉积污染。因此设计合理的流道结构，提高膜间液体上升流速，使较大的暖气量起到了冲刷膜表面的错流过滤效果对于淹没式膜生物反应器显得尤为重要。各类饮料工厂、酒厂、食品厂、畜牧、屠宰废水处理、染整、皮革、纸浆厂、制药业、高浓度有机等之废水处理、旧有污水厂制程改善、逆渗透系统之前处理。大型市政废水处理及再利用、社区生活中水回用、百货、办公大楼中水回用、餐厅或风景区废水处理及再利用、地表水净化处理、洗车厂船舶污水回收再利用。放流水直接过滤，完全取代砂滤。操作人力省、逆洗超快、无逆洗水出现。降低SS保证至10以下，但往往逼近0配合MBR工法，不用沉淀池、污泥浓缩池、砂滤池等用地节省。更大大去除COD与BOD。尤其对于MBR工艺再配合A/O、A2/O工艺，可大举降低氮与磷，适用在水质与水源保护区。在欧、美、大陆蓬勃发展，大家都在脑力激荡，如何配套使用。如：养殖业净水、采矿业、饮水机等等。变形的中空纤维膜应用，如雨后春笋。在水处理行业中，膜生物反应器投入大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组件，及原理有不同的分类。下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。膜曝气生物反应器：膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。分体式膜生物反应器（又称外置式膜生物反应器）是把生物反应器与膜组件分开放置，膜生物反应器的混合液经增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。一体式膜生物反应器（又称内置式膜生物反应器）则直接将膜组件置于反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。厌氧膜生物发生器中，通过膜的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从膜生物反应器流失导致出水水质降低的问题，同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。以UASB与膜单元相结合为例，厌氧膜生物反应器不再需要设计的三相分离器来实现固液气的分离；而对于两相厌氧MBR，由于膜分离的作用使产酸反应气中的产酸菌浓度增加，提高了水解发酵能力，同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使水解发酵，因此保持较高的酸化率。厌氧膜生物反应器厂用于高浓度有机分水的处理效果，由于膜生物反应器缺少曝气，为了使厌氧污泥处于悬浮状态，处理高浓度有机的厌氧膜生物反应器均采用分体式。进水井里设置溢流口和进水闸门，在来水量超过系统负荷或者处理系统发生事故的情况下，关闭进水闸门，污水直接通过溢流口就近排入河道或者市政管网。污水中经常含有大量杂物，为了保证膜生物反应器的正常运行，必须将各种纤维、渣物、废纸等杂物拦截在系统之外，因此在膜生物反应器前设置格栅，定期将栅渣清理干净。在中水处理系统内，由于收集的洗浴废水内含有少量的毛发和纤维，不清理干净，会对水泵和膜生物反应器反应器造成堵塞，降低处理效率，并可能最终造成整个系统的瘫痪，因此在中水处理系统内需要设置毛发过滤器。(1)出水水质好，稳定性高膜过渡出水使得膜生物反应器内获得比普通活性污泥法高得多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时，污泥停留时间较长，这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集，特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反应器膜分离对小于膜孔径有机大分子物质的截留作用，能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低BOD方面很稳定。(2)占地少膜生物反应器可以维持较高的污泥浓度，通常MLSS为8～20g/L，是传统生物处理的5～5倍，同时系统省去了二沉池和污泥回流设备，因而占地面积省。(3)膜生物反应器操作维护简单膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污泥泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。(4)膜生物反应器污泥处水费用低系统污泥浓度高，泥龄长，这意味着排泥量少，产泥量仅占传统工艺的30%，这对后续的污泥处理极为有利。膜生物反应器(MBR)主要应用于城市污水的回收净化，污水经MBR处理后，出水水质已达到建设部《生活杂用水水质标准》，可直接用于绿化、冲洗、消防、楼房中水回用补充观赏水体等非饮用水的目的，MBR具有实现自动控制和操作管理方便等优点，因此在城市污水和工业废水处理与回用等方面已得到了应用。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废水处理技术，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。MBR主要由生物反应器、膜组件和控制系统三部分组成。生物反应器是污染物被降解的场所，膜组件是MBR的核心部分，生活污水处理故障其种类不同决定着MBR性能的差异。MBR的主要类型如下：根据膜组件所起作用不同，通常将MBR分为三种：固液分离MBR、膜曝气MBR和萃取MBR。研究和应用现状而言，固液分离MBR在污水处理中占绝对优势。2根据膜组件和生物反应器的相对位置分类，MBR可分为两种基本型式：分置式和一体式。(1)分体式MBR(或外置式)是研究最早的类型，膜组件与生物反应器分开设置，相对独立运行，易于调节控制，而且膜组件置于反应器外，易于膜的清洗、更换及增设。为了减轻悬浮物在膜面的沉积，采取高速错流过滤，动力消耗较高。分置式MBR比较适合处理难生物降解、高有机浓度以及有毒的污水，在工业废水处理中应用较多。(2)一体式MBR(或浸没式)比较简单，直接将膜组件置于生物反应器内，出水由泵吸出得到过滤液。一体式MBR利用曝气形成的强烈搅拌作用来实现膜面的错流效果，也有在一体式膜组件附近进行叶轮搅拌或靠膜组件自身旋转来实现膜面错流效应。一体式MBR的出现，大幅度降低了处理系统的能耗和占地面积。为减少膜面污染、延长运行周期，泵的抽吸是间断运行的。一体式MBR在城市污水处理厂具有较强的竞争力。如果在生物反应器内加装填料，就成为复合型一体式MBR。该反应器中由于填料上附着生长着大量微生物，能够保证系统具有较高的处理效果并有较强的抵抗冲击负荷的能力，同时又不会使反应器内悬浮固体浓度过高而影响膜通量。根据生物反应器中微生物生长需氧情况的不同分为好氧和厌氧两大类。好氧MBR主要是针对城市污水和生活污水的处理;厌氧MBR主要是针对高浓度有机废水的处理。厌氧过程可提高高浓度有机废水的可生化性，改变难降解有机物的分子结构，利于后续好氧MBR处理，显著提高有机物去除率。膜生物反应器广泛适用于生活小区、宾馆饭店、度假区、学校、写字楼等分散用户的日常生活污水处理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行业的有机污水处理。膜生物反应器的产水常用于灌溉、洗涤、环卫、造景等非饮用功能。膜生物反应器(MembraneBioreactor，简称MBR)水处理技术是一种生物技术与膜技术相结合的高效生化水处理技术，膜生物反应器是结合了膜分离技术和传统的污泥法的一种高效污水处理技术，由于膜的过滤作用，生物完全被截留在生物反应器中，实现了水力停留时问和污泥龄的彻底分离，使生物反应器内保持较高的MLSS。硝化能力强，污染物去除率高。膜生物反应器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，使硝化反应保证顺利进行，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。应用MBR技术后，主要污染物的去除率可达：COD≥93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。在膜生物反应器中，由于用超滤膜组件用途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：(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，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;(4)有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高。(5)膜-生物反应器一般都在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用;膜生物反应器（MBR）是一种将生物反应过程与膜分离技术相结合的新型污水处理装置。近年来，MBR在国内外得到了迅速发展，并在工业和医药等领域展现出了广泛的应用前景。本文将简要介绍MBR的基本概念、特点，以及我国在MBR领域的研究现状、应用场景和未来发展趋势。膜生物反应器是一种结合了生物反应过程和膜分离技术的污水处理装置，它通过膜的孔径大小和负电荷特性，将污水中的有机物、细菌等物质分离出来，同时实现污水的净化。相较于传统的污水处理工艺，MBR具有以下特点：高效性：MBR能够将污染物高效地分离出来，从而达到深度净化的效果。灵活性：MBR的反应器体积较小，因此可以根据实际需求进行灵活的组合和配置。我国在MBR领域的研究起步较晚，但近年来取得了快速的发展。国