MBR是指將超、微濾膜分離技術(shù)與污水處理中的生物反應器相結合而成的一種新的污水處理裝置。這種反應器綜合了膜處理技術(shù)和生物處理技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。超、微濾膜組件作為泥水分離單元，可以*取代二次沉淀池。

一、MBR膜的類(lèi)型

   1、固液分離型膜

   固液分離型膜--生物反應器是在水處理領(lǐng)域中研究得最為廣泛深入的一類(lèi)膜生物反應器，是一種用膜分離過(guò)程取代傳統活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。

   其通過(guò)膜組件將固體有機物回流至反應器中，再將處理過(guò)的有機水排出。膜分離生物反應器的類(lèi)型可以根據膜組件與生物反應器位置進(jìn)行分類(lèi)有一體式膜生物反應器、分置式膜生物反應器、復合式膜生物反應器。

   在傳統的廢水生物處理技術(shù)中，二次沉淀池中的泥水分離靠重力作用完成的，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行狀況，改善污泥沉降性必須嚴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)，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在運行過(guò)程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠(chǎng)運行費用的25% ～40% 。

針對上述問(wèn)題：

   MBR將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統廢水生物處理技術(shù)有機結合，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TE效菌（特別是優(yōu)勢菌群）的出現，提高了生化反應速率；

   同時(shí)，通過(guò)降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為0），從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問(wèn)題。

2、曝氣膜

   曝氣膜--生物反應器（AMBR）采用透氣性致密膜（如硅橡膠膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)（ Bubble Point）情況下，可實(shí)現向生物反應器的無(wú)泡曝氣。

該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響。

3、萃取膜
   萃取膜生物反應器，又稱(chēng)為EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。
   因為高酸堿度或對生物有毒物質(zhì)的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；

   當廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí)，若采用傳統的好氧生物處理過(guò)程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣TI現象，不僅處理效果很不穩定，還會(huì )造成大氣污染。
   為了解決這些技術(shù)難題，英國學(xué)者Livingston研究開(kāi)發(fā)了EMB。廢水與活性污泥被膜隔開(kāi)來(lái)，廢水在膜內流動(dòng)，而含某種專(zhuān)性細菌的活性污泥在膜外流動(dòng)，廢水與微生物不直接接觸，有機污染物可以通過(guò)選擇性透過(guò)膜被另一側的微生物降解。
   由于萃取膜兩側的生物反應器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨立，各單元水流相互影響不大，生物反應器中營(yíng)養物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響，使水處理效果穩定。
二、MBR工藝集合
   根據膜組件和生物反應器的組合方式，可將膜--生物反應器分為分置式、一體式以及復合式三種基本類(lèi)型。   （以下討論的均為固液分離型膜--生物反應器）
1、分置式
   把膜組件和生物反應器分開(kāi)設置。

   生物反應器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后打至膜組件的過(guò)濾端，在壓力作用下混合液中的液體透過(guò)膜，成為系統處理水；固形物、大分子物質(zhì)等則被膜截留，隨濃縮液回流到生物反應器內。

2、一體式

   把膜組件置于生物反應器內部。進(jìn)水進(jìn)入膜--生物反應器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外壓作用下由膜過(guò)濾出水。

   這種形式的膜--生物反應器由于省去了混合液循環(huán)系統，并且靠抽吸出水，能耗相對較低；占地較分置式更為緊湊，近年來(lái)在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注。

   但是一般膜通量相對較低，容易發(fā)生膜污染，膜污染后不容易清洗和更換。

3、復合式

   形式上也屬于一體式膜--生物反應器，所不同的是在生物反應器內加裝填料，從而形成復合式膜--生物反應器，改變了反應器的某些性狀。

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4、組合工藝

   為了使廢水達到更好的凈化效果，常常將生化工藝和MBR工藝組合成新的系統。

1）AO-MBR工藝

在AO-MBR系統中，被隔除了懸浮物和雜物的廢水流入調節池，均衡水質(zhì)水量，然后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離。

上流清夜流入MBR處理池，MBR處理池設計為AO系統：在前段，進(jìn)段的會(huì )流水充分混合進(jìn)行生物反硝化脫氮，在后段進(jìn)行生物降解和硝化，同時(shí)加堿，處理后的廢水直接排放。

2）A2O-MBR工藝

   在該工藝中設置有兩段回流，一段是膜池的混合液回流至缺氧池實(shí)現反硝化脫氮，另一段是缺氧池的混合液回流至厭氧池，實(shí)現厭氧釋磷。傳統的生物脫氮工藝通常采用前置反硝化或后置反硝化來(lái)實(shí)現氮的去除，而設置了厭氧、缺氧和好氧反應器的A2O工藝則可以實(shí)現同步除碳和脫氮除磷功能。

   A2O-MBR工藝中高濃度的MLSS、獨立控制的水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間、回流比及污泥負荷率等都會(huì )產(chǎn)生與傳統A2O工藝不同的影響，具有較好的脫氮除磷效率。由A2O工藝與膜分離技術(shù)結合而成的具有同步脫氮除磷功能的A2O-MBR工藝，可進(jìn)一步拓展MBR的應用范疇。

3）A2O/A-MBR工藝

   A2O/A-MBR工藝是一種強化內源反硝化的新型工藝，該工藝利用MBR內高濃度活性污泥和生物多樣性來(lái)強化脫氮除磷效果，工藝流程依次為厭氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。A2O/A-MBR工藝是針對進(jìn)水碳源不足，而同時(shí)又有較高脫氮要求的污水處理項目所開(kāi)發(fā)，也是強化脫氮的MBR脫氮處磷工藝。

   該工藝在普通A2O工藝后再設一級缺氧池，在利用進(jìn)水快速碳源完成生物除磷和脫氮后，再利用第二缺氧池進(jìn)行內源反硝化，進(jìn)一步去除TN，之后，再利用膜池的好氧曝氣作用保障出水。

4）3A-MBR工藝

   該工藝的內部流程依次是第一缺氧池、厭氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池，膜池混合液分別回流至第一缺氧池和第二缺氧池。3A-MBR工藝合理地組合了有機物降解和脫氮除磷等各處理單元，協(xié)調了各種生物降解功能的發(fā)揮，達到了同步去除各污染指標的目的，具有較高的推廣應用價(jià)值。

   3A-MBR是依據生物脫氮除磷機理，結合膜生物反應器技術(shù)特點(diǎn)而形成的具有高效脫氮除磷性能的新型污水處理工藝。其基本原理是，膜生物反應器內的高濃度硝化液和高濃度活性污泥經(jīng)過(guò)回流系統形成良好的缺氧、厭氧條件，實(shí)現系統的高效脫氮除磷。

   第一缺氧池利用進(jìn)水碳源和回流硝化液進(jìn)行快速反硝化，接著(zhù)混合液進(jìn)入厭氧池進(jìn)行厭氧釋磷，減少了硝酸鹽對釋磷的影響，第二缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液進(jìn)一步反硝化脫氮，好氧池內同步發(fā)生有機物降解、好氧釋磷和好氧硝化等多種反應，*去除污水中的污染物，混合液再a經(jīng)膜過(guò)濾出水，實(shí)現了對污水中有機物和氮磷的去除。

5）A(2A)O-MBR工藝

   生物脫氮所用碳源一般有3類(lèi)：原水碳源、外加碳源和內源碳源。利用原水碳源的前置反硝化工藝一般總氮去除率不高，如果要進(jìn)一步提高脫氮效率，則需要外加碳源進(jìn)行反硝化。

   A(2A)OMBR工藝生物池兩段缺氧的設計正是借鑒了這個(gè)原理。生物反硝化需要有機碳源作為電子供體，用于產(chǎn)   能和細胞合成。有關(guān)研究發(fā)現污泥中含有的碳水化合物(50.2%)、蛋白質(zhì)(26.7%)、脂肪(20.0%)均屬于慢速可生物降解碳源，如果將這些物質(zhì)轉化為易生物降解碳源用于脫氮系統。

   A(2A)O-MBR工藝是兩段缺氧A2O工藝與MBR工藝的結合，其特點(diǎn)是在傳統的A2O工藝中設置了兩段缺氧區（缺氧區Ⅰ和缺氧區Ⅱ），在第一缺氧區內從好氧區回流的NO3-*被還原，實(shí)現*反硝化；而在第二缺氧區內實(shí)現內源反硝化，節省外加碳源的投加，則可大大提高污水的生物脫氮效率，同時(shí)避免了外加碳源，節約運行費用，因此具有很高的價(jià)值。

6）SBR-MBR工藝

   該工藝集進(jìn)水、厭氧、好氧、沉淀于一池，不但可以為實(shí)現生物脫氮除磷提供條件，還可以靈活變換運行方式以適應不同類(lèi)型污水的處理要求，便于自動(dòng)控制等。

   此外，SBR式的工作方式為除磷菌的生長(cháng)創(chuàng )造了條件，同時(shí)也滿(mǎn)足了脫氮的需要，使得單一反應器內實(shí)現同時(shí)高效去除氮磷及有機物成為可能。與傳統SBR系統相比，SBR-MBR在反應階段利用膜分離排水，可以減少傳統SBR的循環(huán)時(shí)間。

   將SBR與MBR相結合形成的SBR-MBR工藝，除了具有一般MBR的優(yōu)點(diǎn)外，對于膜組件本身和SBR工藝兩種程序運行都互有幫助。

   序批式反應器（SBR）作為一種改良型的活性污泥處理工藝，利用時(shí)間上的推流代替空間上的推流，即以時(shí)間換空間的概念。

   由于膜組件的截留過(guò)濾作用，反應中的微生物能最大限度地增長(cháng)，利于世代時(shí)間較長(cháng)的硝化及亞硝化細菌的生長(cháng)繁殖，因此，污泥的生物活性高，吸附和降解有機物的能力較強，同時(shí)也具有較好的硝化能力。同時(shí)，序批式的運行方式可以延緩膜污染。