MBR膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor)簡稱是一種將膜分離技術與生物技術有機結合的新型水處理技術。它利用膜分離設備攔截生化反應池中的活性污泥和大分子有機物，節(jié)省二沉池。膜生物反應器工藝通過膜分離技術大大加強了生物反應器的功能，大大提高了活性污泥的濃度和水力停留時間(HRT)污泥停留時間(SRT) 可單獨控制。

 

在傳統(tǒng)的污水生物處理技術中，泥漿和水的分離是通過重力在二沉池中完成的，其分離效率取決于活性污泥的沉降性能。沉降越好，泥漿和水的分離效率就越高。污泥的沉降取決于曝氣池的運行狀態(tài)，必須嚴格控制曝氣池的運行條件，這限制了該方法的應用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池污泥不能保持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 從而限制了生化反應速率。水力停留時間（ HRT ）與污泥齡（ SRT ）相互依賴，增加體積負荷和減少污泥負荷往往形成矛盾。該系統(tǒng)在運行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置成本占污水處理廠運行成本 25% ～ 40% 。傳統(tǒng)的活性污泥處理系統(tǒng)也容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，水中含有懸浮固體，水質惡化。

 

MBR 通過將分離工程中的膜分離技術與傳統(tǒng)廢水生物處理技術有機結合，不僅節(jié)省了二沉池的建設，而且大大提高了固液分離效率，由于曝氣池中活性污泥濃度的增加和污泥中的特效細菌 ( 特別是優(yōu)勢菌群 ) 它的出現(xiàn)提高了生化反應的速率。同時，通過減少 F/M 從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的諸多突出問題。

   1.2 MBR工藝分類

分類根據(jù)有機膜、無機膜壓力驅動外壓、抽吸生物反應器好氧、厭氧曝氣生物反應器、提取膜生物反應器、提取膜生物反應器、膜分離生物反應器

 

   1.3 MBR工藝優(yōu)越性

MBR的優(yōu)勢

1.固液分離高效，出水水質優(yōu)良穩(wěn)定。

2.剩余污泥產(chǎn)量少。

3.占地面積小，無二沉池，工藝設備集中。

4.氨氮和難降解有機物可以去除。

5、克服了傳統(tǒng)活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹的弊端。

6.操作管理方便，自動控制方便。

 

   1.4 MBR工藝的不足

 

MBR的不足

1.投資大:膜組件成本高，導致項目投資比傳統(tǒng)處理方法增加約30%-50%。

2.高能耗:泥水分離膜驅動壓力；高強度曝氣；為了減少膜污染，需要增加流量。

膜污染清洗。

4.膜的使用壽命和更換導致運行成本高。膜組件的使用壽命一般在5年左右，到期需要更換。

 

   1.5 MBR發(fā)展歷史

 

第一階段(1966 1966年，美國Dorr oliver公司首先將MBR1968年用于廢水處理研究，Smith等人在活性污泥法工藝中用超濾取代二次池。20世紀70年代，膜生物反應器工藝首次進入日本市場。第二階段(1980年～ 1995年)1989年，日本政府共同投資研發(fā)。90年代Kubota公司開發(fā)了平板浸沒MBR。從80年代末到90年代初，Zenon兩種注冊產(chǎn)品已成功開發(fā)。Zenon商業(yè)產(chǎn)品系統(tǒng)——ZenonGem1982年進入市場。20世紀90年代中后期今)20世紀90年代中后期。越來越多的歐洲國家將MBR用于生活污水和工業(yè)廢水的處理。目前經(jīng)營 MBR ，它們分別是加拿大 Zenon 公司，13本Mitsubishi Rayon公司，法國 Suez．LDE/IDI公司和日本Kubota公司。

 

   1.6 MBR發(fā)展前瞻

 

1.現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級 。2.無排水管網(wǎng)系統(tǒng)區(qū)域的污水處理，如居民點、旅游度假區(qū)、風景名勝區(qū)等。3.酒店、洗車、客機、移動廁所等有污水回用需求的區(qū)域或場所 。4.工業(yè)廢水處理濃度高、有毒、難降解。如造紙、制糖、皮革等行業(yè) 。5.垃圾填埋場滲濾液的處理和回用 。6.小規(guī)模污水廠(站)的應用。

 

1.膜污染的機制及防治 。2、MBR優(yōu)化工藝流程形式和運行條件。MBR 工藝經(jīng)濟研究 。4.開發(fā)新型膜生物反應器，節(jié)能處理特殊水質對象 。5熟，系統(tǒng) MBR 工藝設計方法 。6、形形 ** 生物反應器

   二丶MBR工藝膜、膜組件

 

2.1 MBR用膜介紹

MBR聚合物有機膜材料材料：聚烯烴、聚乙烯、聚丙烯腈、聚醚、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等 。優(yōu)點：成本相對較低，成本低，膜制造工藝成熟，膜孔徑和形式多樣，應用廣泛。缺點：操作過程易污染，強度低，使用壽命短 。無機膜材料：金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機聚合物材料等 。優(yōu)點(陶瓷膜為例):耐酸 、其通量高、能耗相對較低 。不足：造價昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難 。

 

目前MBR只有聚偏二氟乙烯被廣泛應用于膜組件中（PVDF）、聚乙烯（PE）和聚丙稀（PP）。聚偏二氟乙烯（PVDF）由于其優(yōu)異的物理化學性能(強度和耐腐蝕性)在國內(nèi)外消耗最多。

 

MBR 工藝中使用的膜一般為微濾膜（ MF ）和超濾膜（ UF ），大都采用 0.1 ～ 0.4 μ m 膜孔徑 。

 

常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏二氟乙烯、聚醚、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等 。

聚合物材料常用于超濾(PS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺，聚丙烯腈（ PAN ）、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚醚醚酮、聚亞酰胺、聚醚酰胺等 。

 

 

 

2.2 MBR膜組件

 

 

 

 

 

各種膜組件特性表 名稱/項目中空纖維式毛細管式螺旋卷式平板式圓管式價格（元 /m 3）40~150150~800250~800800~2500400~1500充填密度高、中、低清洗難度大、壓力大、中、低。高壓操作難嗎？膜形式有限嗎？

 

與中空纖維膜組件和板膜組件相比，中空纖維膜組件板膜組件中空纖維膜絲柔性，可反沖洗支撐板板膜：膜剛性，不能反沖洗獨立清洗獨立清洗填充密度 160m2/m3 填充密度 80m2/m3 典型膜通量：15L/m2h典型膜通量：20L/m2h纏繞纖維材料，污泥堵塞，卡在纖維間，不能通過反沖去除。溝槽式，填充密度低，堆積在板間，從板固定開始，無反沖洗化學清洗。化學和機械清洗。

2.3 三種常見的MBR膜組件

 

 

 

三丶MBR系統(tǒng)設計

 

MBR廢水水質最低的水質條件包括：BOD、COD；TSS、VSS；N、P、Alk；T 。現(xiàn)場條件包括：咨詢報告、現(xiàn)場限制、特殊地貌；如為改造項目，還需要工廠規(guī)劃、池、渠道尺寸、運行歷史數(shù)據(jù)等。處理量和水力負荷的信息對工藝配置和處理過程的選擇具有決定性的意義。水質要求 或出水用途，這需要影響處理過程的選擇。

3.2 MBR工藝組成

 

 

3.3 MBR選擇工藝路線

 

 

 

3.4 膜池的設計

 

3.5 膜元件的選擇和安裝

 

 

3.6 MBR產(chǎn)水系統(tǒng)

 

3.7 MBR曝氣系統(tǒng)

 

3.8 MBR反洗系統(tǒng)

 

3.9 MBR加藥系統(tǒng)

 

3.10 MBR自動控制系統(tǒng)

          

3.11 其他系統(tǒng)