技术原理

膜生物反应器( ,MBR)技术，是一种新型高效的污水处理工艺，它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离的能力。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。它利用膜分离组件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。因此，活性污泥浓度可以大大提高，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和降解。因此，MBR工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能。该系统具有处理能力强、固液分离效率高、出水水质好、占地空间小、运行管理简单等特点。目前，MBR工艺在水资源再生利用方面已发挥了巨大的作用，运用MBR工艺技术来处理生活污水和工业废水已突显成效。

中科瑞阳的FMBR采用PVDF材料，其拥有更好的化学稳定性、抗污染性和机械强度。公 司采用先进的制膜工艺，控制膜孔径在 0.1um，并且有更高的产水通量和出水 水质。板子采 用榫卯配合，膜片间距更稳定，无需侧装板。膜片安装时，可从顶部向下安装，也可从侧部 安装，不受施工现场条件限制。

典型的MBR膜工艺流程图

产品优势

产品优势：

MBR出水水质高，不受进水水质波动的影响。

占地面积小

活性污泥泥龄更长，污泥排放量更少

节省运行成本

更换方便

应用领域

进入90年代中后期，膜--生物反应器在国外已进入了实际应用阶段。现在，膜生物反应器（MBR）已应用于以下领域：

（一）城市污水处理及建筑中水回用

1967年第一个采用MBR工艺的废水处理厂由美国的Dorr-公司建成，这个处理厂处理14m3/d废水。 1977年，一套污水回用系统在日本的一幢高层建筑中得到实际应用。1980年，日本建成了两座处理能力分别为 10m3/d 和50m3/d的MBR处理厂。90年代中期，日本就有39座这样的厂在运行，最大处理能力可达500m3 /d，并且有100 多处的高楼采用MBR将污水处理后回用于中水道。1997年，英国公司在英国建立了当时世界上最大的MBR系统，日处理量达，1999年又在的建成了/d的MBR工厂。

1998年5月，清华大学进行的一体式膜--生物反应器中试系统通过了国家鉴定。2000年初，清华大学在北京市海淀乡医院建起了一套实用的MBR系统，用以处理医院废水，该工程于2000年6月建成并投入使用，目前运转正常。2000 年 9 月，天津大学杨造燕教授及其领导的科研小组在天津新技术产业园区普辰大厦建成了一个MBR示范工程，该系统日处理污水25t，处理后的污水全部用于卫生间的冲洗及绿地浇洒，占地面积为10平方米，处理每吨污水的能耗为0.7kW·h。

（二）工业废水处理

90年代以来，MBR的处理对象不断拓宽，除中水回用、粪便污水处理以外，MBR在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注，如处理食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料废水、石油化工废水，均获得了良好的处理效果。90年代初，美国在Ohio建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的MBR系统，处理规模为151m3/d，该系统的有机负荷达6./m3·d ，COD去除率为94%，绝大部分的油与油脂被降解。在荷兰，一座脂肪提取加工厂采用传统的氧化沟污水处理技术处理其生产废水，由于生产规模的扩大，结果导致污泥膨胀，污泥难以分离，最后采用Zenon的膜组件代替沉淀池，运行效果良好。

（三）微污染饮用水净化

随着氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用，饮用水也不同程度受到污染。公司在90年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的MBR工艺，1995 年该公司在法国的建成了日产饮用水400m3的工厂。出水中氮浓度低于0./L，杀虫剂浓度低于0.02μg/L 。

（四）粪便污水处理

粪便污水中有机物含量很高，传统的反硝化处理方法要求有很高污泥浓度，固液分离不稳定，影响了三级处理效果。MBR的出现很好地解决了这一问题，并且使粪便污水不经稀释而直接处理成为可能。

日本已开发出被称之为NS系统的屎尿处理技术，最核心部分是平板膜装置与好氧高浓度活性污泥生物反应器组合的系统。NS系统于1985年在日本琦玉县越谷市建成，生产规模为10kL/d，1989年又先后在长崎县、熊本县建成新的屎尿处理设施。NS系统中的平板膜每组约0.4m2共几十组并列安装，做成能自动打开的框架装置，并能自动冲洗。膜材料为截流分子量20000的聚砜超滤膜。反应器内污泥浓度保持在15000~/L范围内。到 1994 年，日本已有1200多套MBR系统用于处理4000多万人的粪便污水。

（五）土地填埋场/肥渗滤液处理

土地填埋场/堆肥渗滤液含有高浓度的污染物，其水质和水量随气候条件与操作运行条件的变化而变化。MBR技术在1994年前就被多家污水处理厂用于该种污水的处理。通过MBR与RO技术的结合，不仅能去除SS、有机物和氮，而且能有效去除盐类与重金属。最近美国公司开发出一种MBR用于土地填埋场渗滤液的处理，并在新泽西建成一个日处理能力为40万加仑（约/d）的装置，在2000年底投入运行。该种MBR使用一种自然存在的混合菌来分解渗滤液中的烃和氯代化合物，其处理污染物的浓度为常规废水处理装置的50 ～ 100倍。能达到这一处理效果的原因是，MBR能够保留高效细菌并使细菌浓度达到/。在现场中试中，进液COD为几百至/L，污染物的去除率达90%以上。

发展前景和方向

（1）现有城市污水处理厂的更新升级，特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂。

（2）无排水管网系统的小区，如居民点、旅游度假区、风景区等。

（3）有污水回用需求的地区或场所，如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥MBR占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。

（4）高浓度、有毒、难降解工业废水处理。如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业，是一种普遍的点源污染。MBR 可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理，并实现回用。

（5）垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用。

（6）小规模污水厂（站）的应用。膜技术的特点十分适合处理小规模污水。

未来的研究重点

（1）膜污染的机理及防治。

（2）工艺流程形式及运行条件的优化。

（3）污泥产率与运行条件的关系，以合理减少污泥产量，降低污泥处理费用。

（4）反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响，从而确定适宜的微生物生长及代谢条件。

（5）工艺经济性研究。在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计要求的条件下，MBR 用于污水处理的最大经济流量的确定。

（6）以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行等为目标，开发新型的膜生物反应器。

污水处理膜技术mbr作用 MBR工艺全面介绍（分类、原理、流程、应用等）

一丶MBR工艺简介

1.1 MBR含义及其工作原理

定义

MBR为膜生物反应器( Bio-)的简称，是一种将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。

在传统的污水生物处理技术中，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。

MBR 工艺通过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，不仅省去了二沉池的建设，而且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特效菌 ( 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。

1.2 MBR工艺分类

分类依据种类膜组件与生物反应器组合方式分置式、一体式、（一体）复合式膜组件管式、板框式、中空纤维式等膜材料有机膜、无机膜压力驱动形式外压式、抽吸式生物反应器好氧、厌氧曝气生物反应器、萃取膜生物反应器、膜分离生物反应器

1.3 MBR工艺优越性

MBR的优势

1、高效的固液分离，出水水质优质稳定。

2、剩余污泥产量少。

3、占地面积小，无需二沉池，工艺设备集中。

4、可去除氨氮及难降解有机物。

5、克服了传统活性污泥法易发生污泥膨胀的弊端。

6、操作管理方便，易于实现自动控制。

1.4 MBR工艺的不足

MBR的不足

1、投资大：膜组件的造价高，导致工程的投资比常规处理方法增加约30％－50％。

2、能耗高：泥水分离的膜驱动压力;高强度曝气；为减轻膜污染需增大流速。

3、膜污染清洗。

4、膜的寿命及更换，导致运行成本高。膜组件一般使用寿命在5年左右，到期需更换。

1.5 MBR发展历史

第一阶段(1966 年～1980年)1966年，美国的Dorr 公司首先将MBR用于废水处理研究1968年，Smith等人在活性污泥法工艺中用超滤取代二次池。20世纪70年代，膜生物反应器工艺首次进入日本市场。第二阶段(1980年～ 1995年)1989年日本政府政府联合许多大公司共同投资研发。90年代公司研制了平板式浸没MBR。在80年代末到90年代初，Zenon环境公司研制成功了两个注册产品。Zenon环境公司商业化的产品系统——在1982年进入市场。第三阶段(1995年至今)20世纪90年代中后期。越来越多的欧洲国家将MBR用于生活污水和工业废水的处理。目前主要有四家大公司经营 MBR ，它们分别是加拿大 Zenon 公司， 13本 Rayon公司，法国 Suez．LDE/IDI公司和日本公司。

1.6 MBR发展前瞻

应

用

领

域1.现有城市污水处理厂的更新升级 。2.无排水管网系统地区的污水处理，如居民点、旅游度假区、风景区等。 3.有污水回用需求的地区或场所，如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等 。4.高浓度、有毒、难降解工业废水处理。如造纸、制糖、皮革等行业 。5.垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用 。6.小规模污水厂（站）的应用。

研

究

重

点1、膜污染的机理及防治 。2、MBR工艺流程形式及运行条件的优化。3、MBR 工艺经济性研究 。4、以节能、处理特殊水质对象开发新型的膜生物反应器 。 5、成熟、系统 MBR 的工艺设计方法 。 6、形形色色的生物反应器

二丶MBR工艺用膜、膜组件

2.1 MBR用膜介绍

MBR用膜介绍高

分

子

有

机

膜

材

料材质：聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等 。优点：成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛。不足：运行过程易污染、强度低、使用寿命短 。无

机

膜材质：金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等 。优点（陶瓷膜为例）：耐酸 、抗压、抗温，其通量高、能耗相对较低 。不足：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难 。

目前MBR膜组件中使用量较大的只有聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚乙烯（PE）和聚丙稀（PP）。其中聚偏二氟乙烯（PVDF）由于其优良的物理和化学性能（强度和耐腐蚀性）在国内和国外用量均最大。

MBR 工艺中用膜一般为微滤膜（ MF ）和超滤膜（ UF ），大都采用 0.1 ～ 0.4 μ m 膜孔径 。

微滤常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等 。

超滤常用聚合物材料有：聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺、聚丙烯腈（ PAN ）、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等 。

2.2 MBR膜组件

各种膜组件特性表名称/项目中空纤维式毛细管式螺旋卷式平板式圆管式价格（元 /m 3）

40~~~~~1500充填密度高中中低低清洗难易中易易压力降高中中中低可否高压操作可否可较难较难膜形式限制有有无无无

中空纤维膜组件和板式膜组件的比较中空纤维膜组件板式膜组件中空纤维膜膜丝柔性, 可反冲洗支撑板式平板膜:膜片为刚性, 不可反冲洗独立的清洗独立的清洗填充密度 160m²/m³ 填充密度 80m²/m³ 典型膜通量：15L/m²h典型膜通量：20L/m²h缠绕式纤维物质，污泥堵塞,

卡在纤维间，无法通过反冲去除。沟槽式,低填充密度，堆积在板间，

始于板固定处，没有反冲洗化学清洗。化学及机械清洗。

2.3 三种常见的MBR膜组件

三丶MBR系统设计

MBR设计信息需求表废水水质最少的水质条件包括：BOD、COD；TSS、VSS；N、P、Alk；T 。现场条件包括：咨询报告、场地限制、特殊地貌；如果是改造项目，则还需要工厂平面图、池子和渠道的尺寸，运行历史数据等。处理量和水力负荷该信息对工艺配置和处理工艺的选择具有决定意义。出水水质要求 或出水用途，该要求影响处理工艺流程的选择。

3.2 MBR工艺组成

3.3 MBR工艺路线选择

3.4 膜池的设计

3.5 膜元件的选择和安装

3.6 MBR产水系统

3.7 MBR曝气系统

3.8 MBR反洗系统

3.9 MBR加药系统

3.10 MBR自动控制系统

3.11 其他系统