這篇文章把MBR的分類(lèi)、原理、流程、應(yīng)用都講到了！
定義
MBR為膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。膜生物反應(yīng)器工藝通過(guò)膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT) 可以分別控制。
在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴(lài)于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥齡（ SRT ）相互依賴(lài)，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的 25% ～ 40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。
MBR 工藝通過(guò)將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，而且大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 ( 特別是優(yōu)勢(shì)菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，通過(guò)降低 F/M 比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問(wèn)題。 
分類(lèi)依據(jù)種類(lèi)膜組件與生物反應(yīng)器組合方式分置式、一體式、（一體）復(fù)合式膜組件管式、板框式、中空纖維式等膜材料有機(jī)膜、無(wú)機(jī)膜壓力驅(qū)動(dòng)形式外壓式、抽吸式生物反應(yīng)器好氧、厭氧曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器 
MBR的優(yōu)勢(shì)
1、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。
2、剩余污泥產(chǎn)量少。
3、占地面積小，無(wú)需二沉池，工藝設(shè)備集中。
4、可去除氨氮及難降解有機(jī)物。
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，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
MBR的不足
1、投資大：膜組件的造價(jià)高，導(dǎo)致工程的投資比常規(guī)處理方法增加約30％－50％。
2、能耗高：泥水分離的膜驅(qū)動(dòng)壓力;高強(qiáng)度曝氣；為減輕膜污染需增大流速。
3、膜污染清洗。
4、膜的壽命及更換，導(dǎo)致運(yùn)行成本高。膜組件一般使用壽命在5年左右，到期需更換。
| 第一階段(1966 年～1980年) | 1966年，美國(guó)的Dorr oliver公司首先將MBR用于廢水處理研究 |
| 1968年，Smith等人在活性污泥法工藝中用超濾取代二次池。 | |
| 20世紀(jì)70年代，膜生物反應(yīng)器工藝首次進(jìn)入日本市場(chǎng)。 | |
| 第二階段(1980年～ 1995年) | 1989年日本政府政府聯(lián)合許多大公司共同投資研發(fā)。90年代Kubota公司研制了平板式浸沒(méi)MBR。 |
| 在80年代末到90年代初，Zenon環(huán)境公司研制成功了兩個(gè)注冊(cè)產(chǎn)品。Zenon環(huán)境公司商業(yè)化的產(chǎn)品系統(tǒng)——ZenonGem在1982年進(jìn)入市場(chǎng)。 | |
| 第三階段(1995年至今) | 20世紀(jì)90年代中后期。越來(lái)越多的歐洲國(guó)家將MBR用于生活污水和工業(yè)廢水的處理。 |
| 目前主要有四家大公司經(jīng)營(yíng) MBR ，它們分別是加拿大 Zenon 公司， 13本Mitsubishi Rayon公司，法國(guó) Suez．LDE/IDI公司和日本Kubota公司。 |
| 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 | 1.現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級(jí) 。 |
| 2.無(wú)排水管網(wǎng)系統(tǒng)地區(qū)的污水處理，如居民點(diǎn)、旅游度假區(qū)、風(fēng)景區(qū)等。 | |
| 3.有污水回用需求的地區(qū)或場(chǎng)所，如賓館、洗車(chē)業(yè)、客機(jī)、流動(dòng)廁所等 。 | |
| 4.高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理。如造紙、制糖、皮革等行業(yè) 。 | |
| 5.垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用 。 | |
| 6.小規(guī)模污水廠（站）的應(yīng)用。 |
| 研 究 重 點(diǎn) | 1、膜污染的機(jī)理及防治 。 |
| 2、MBR工藝流程形式及運(yùn)行條件的優(yōu)化。 | |
| 3、MBR 工藝經(jīng)濟(jì)性研究 。 | |
| 4、以節(jié)能、處理特殊水質(zhì)對(duì)象開(kāi)發(fā)新型的膜生物反應(yīng)器 。 | |
| 5、成熟、系統(tǒng) MBR 的工藝設(shè)計(jì)方法 。 | |
| 6、形形色色的生物反應(yīng)器 |
| MBR用膜介紹 | |||
| 高 分 子 有 機(jī) 膜 材 料 | 材質(zhì)：聚烯烴類(lèi)、聚乙烯類(lèi)、聚丙烯腈、聚砜類(lèi)、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等 。 | 優(yōu)點(diǎn)：成本相對(duì)較低，造價(jià)便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛。 | 不足：運(yùn)行過(guò)程易污染、強(qiáng)度低、使用壽命短 。 |
| 無(wú) 機(jī) 膜 | 材質(zhì)：金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無(wú)機(jī)高分子材料等 。 | 優(yōu)點(diǎn)（陶瓷膜為例）：耐酸 、抗壓、抗溫，其通量高、能耗相對(duì)較低 。 | 不足：造價(jià)昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難 。 |
目前MBR膜組件中使用量較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）由于其優(yōu)良的物理和化學(xué)性能（強(qiáng)度和耐腐蝕性）在國(guó)內(nèi)和國(guó)外用量均最大。
MBR 工藝中用膜一般為微濾膜（ MF ）和超濾膜（ UF ），大都采用 0.1 ～ 0.4 μ m 膜孔徑 。
微濾常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、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 。
超濾常用聚合物材料有：聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺、聚丙烯腈（ PAN ）、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚醚醚酮、聚亞酰胺、聚醚酰胺等 。
| 各種膜組件特性表 | |||||
| 名稱(chēng)/項(xiàng)目 | 中空纖維式 | 毛細(xì)管式 | 螺旋卷式 | 平板式 | 圓管式 |
| 價(jià)格（元 /m 3） | 40~150 | 150~800 | 250~800 | 800~2500 | 400~1500 |
| 充填密度 | 高 | 中 | 中 | 低 | 低 |
| 清洗 | 難 | 易 | 中 | 易 | 易 |
| 壓力降 | 高 | 中 | 中 | 中 | 低 |
| 可否高壓操作 | 可 | 否 | 可 | 較難 | 較難 |
| 膜形式限制 | 有 | 有 | 無(wú) | 無(wú) | 無(wú) |
| 中空纖維膜組件和板式膜組件的比較 | |
| 中空纖維膜組件 | 板式膜組件 |
| 中空纖維膜膜絲柔性, 可反沖洗 | 支撐板式平板膜:膜片為剛性, 不可反沖洗 |
| 獨(dú)立的清洗 | 獨(dú)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 |
| 纏繞式纖維物質(zhì)，污泥堵塞, 卡在纖維間，無(wú)法通過(guò)反沖去除。 | 溝槽式,低填充密度，堆積在板間， 始于板固定處，沒(méi)有反沖洗 |
| 化學(xué)清洗。 | 化學(xué)及機(jī)械清洗。 |
| MBR設(shè)計(jì)信息需求表 | |
| 廢水水質(zhì) | 最少的水質(zhì)條件包括：BOD、COD；TSS、VSS；N、P、Alk；T 。 |
| 現(xiàn)場(chǎng)條件 | 包括：咨詢(xún)報(bào)告、場(chǎng)地限制、特殊地貌；如果是改造項(xiàng)目，則還需要工廠平面圖、池子和渠道的尺寸，運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)等。 |
| 處理量和水力負(fù)荷 | 該信息對(duì)工藝配置和處理工藝的選擇具有決定意義。 |
| 出水水質(zhì)要求 | 或出水用途，該要求影響處理工藝流程的選擇。 |
