膜生物反應器（Membrane bioreactor，MBR）是一種將膜分離技術和生物降解技術有機結合而成的新型水處理技術。與傳統的活性污泥法相比，該工藝利用膜分離設備將生化反應池中的大分子有機物和活性污泥截留在池中，用膜裝置取代二沉池進行泥水分離；它幾乎能將所有的微生物截留在生物反應器中，使得反應器中保持很高的微生物量，污泥齡可以很長，使出水中的有機污染物含量降低，有效地去除氮、磷污染物，因此，MBR工藝具有許多其它生物處理工藝不可比擬的優勢，廣泛應用于廢水深度處理、水資源再利用領域，具有廣闊的應用前景。

1 MBR工藝概述

1.1 MBR工藝凈水原理

MBR工藝首先利用生物反應器中微生物的降解作用對廢水進行處理，再經過膜的有效分離將大分子有機物和活性污泥截留在生物反應器當中。通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的處理性能，使活性污泥濃度大大提高，MBR 工藝的水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別進行控制，提高了工藝的操作性。

1.2類型

MBR的基本結構包括四個環節：進水系統、生物反應池、膜組件、自控系統。由于各個環節的多樣性，MBR 有著不同的分類。按膜組件和生物反應器的相對位置，MBR可以分為一體式膜生物反應器、分置式膜生物反應器和復合式膜生物反應器三種。按膜組件功能，可分為膜—曝氣生物反應器、萃取膜生物反應器、膜分離生物反應器；按膜組件形式不同，MBR可分為管式、板框式、中空纖維式；按壓力驅動形式不同，可分為外壓式、抽吸式反應器；按生物反應器類型，可分為好氧式和厭氧式兩種。

分類依據 種類

膜組件和生物反應器的相對位置 一體式膜生物反應器、分置式膜生物反應器和復合式膜生物反應器

膜組件功能 膜—曝氣生物反應器、萃取膜生物反應器、膜分離生物反應器

膜組件形式 管式、板框式、中空纖維式

壓力驅動形式 外壓式、抽吸式反應器

生物反應器類型 好氧式、厭氧式

1.3特點

（1）出水水質穩定。MBR 能夠進行有效的固液分離，膜單元能夠截留可溶性大分子化合物和微生物，出水水質良好，符合三級處理標準，可直接回用或補充地下水。可進行回用。

（2）提升了難降解有機物的凈化效率，降低了水力停留時間。在反應器內通常都會留有大量的難降解有機物，那么其與微生物的接觸時間就更長，那么就可以更好的培養專性微生物，大大的提升了難降解有機物的凈化效率。

（3）耐負荷沖擊。MBR 的微生物濃度遠高于其他生物反應器，裝置能夠處理的容積負荷大，當進水的有機物濃度變化較大時，單位質量微生物在單位時間內處理的有機物質量，即有機負荷率變化不會很大，那么系統的處理效果也不會有很大變化。

（4）MBR 利用其高的 MLSS，可以保證有機負荷高峰期的出水水質，且在低峰期污泥可以進行自身消化（內源呼吸），致使剩余污泥比常規活性污泥法處理少50 %～80 %，可以減小剩余污泥處置費用。

2.應用現狀

2.1應用

2.1.1 MBR 技術在重金屬行業廢水處理中的應用

分別采用陶瓷膜和超濾膜生物反應器對某印刷電路板（PCB）廠現有廢水處理廠出水進行深度處理研究。結果表明：在進水 COD 191.2～270.4 mg/L、NH3-N 30～50 mg/L，MLSS 6500 mg/L、DO 4～8 mg/L、反應時間為 5 h 的條件下，兩種膜生物反應器出水 COD 和 NH3-N 的濃度分別低于 99.2 mg/L 和 0.759 mg/L，達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）中的一級排放標準。

2.2.2 MBR 技術在乙烯廢水處理中的應用

在某乙烯工程采用MBR工藝進行廢水處理。工程運行結果表明，該工藝出水水質穩定，CODCr，NH3-N、油的平均質量濃度分別為24.45、0.37/0.36mg/L，出水SS檢測不出，滿足GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級標準的要求。

2.2.3在合成氨工業廢水處理中的應用

在某廢水處理站采用采用A/O/A+MBR工藝，MBR采用一體式，選用 MUNG-620AIIT型中空纖維微濾膜進行合成氨工業廢水處理。MBR 投運后，出水COD 含量 <70mg/L，NH3-N含量含量可穩定在<25mg/L，2套 MBR系統的產水量均為150m3/h，達到了設計要求。1年多的實際運行情況表明，該污水處理系統為企業的節能減排提供了可靠保障。

2.2影響 MBR 凈化效果的因素

影響 MBR 工藝系統運行效果的 4 個重要指標分別是污泥濃度（MLSS）、COD 負荷、溫度、pH。隨著 MLSS 的增高，微生物量也就增加，對水質水量的變化適應能力加強，抗沖擊負荷能力變強。由于 MBR 出水水質穩定，所以其動力學參數 COD 污泥負荷和容積負荷隨進、出水的 COD 濃度變化而變化。溫度對微生物及其酶的活性都有很大的影響，溫度的改變不僅影響生化反應的速度和平衡等，而且還影響微生物及其酶系統的種類，從而產生不同類型的生化反應。在 MBR 工藝中，pH 的降低，對 COD 的去除率影響不是很大，但對NH3-N的去除率影響很大。