膜生物反应器（一）

3.4 膜生物反应器 

3.4.1 什么是膜生物反应器？ 

膜生物反应器（MBR）是一种活性污泥法与膜分离工艺相结合的新型水处理技术，主要分为一体式、分置式、射流曝气、无泡曝气等形式。膜生物反应器的优点主要包括： ① 有机物的去除率高，出水中的悬浮物含量极低，出水水质稳定可靠。 ② 膜的截留作用避免了活性污泥的流失，反应器内的污泥浓度较高，从而降低了反应器的污泥负荷，提高了容积负荷，耐冲击负荷能力较强。 ③ 由于膜的固液分离作用，活性污泥被完全截留在反应器内，实现了污泥停留时间和水力停留时间的分别控制。由于污泥龄很长，生物反应器起到了“污泥好氧稳定池”的作用，剩余污泥量很少， 且可直接脱水处理。较长的污泥龄还有利于硝化菌的生长，提高了系统的硝化能力。 ④ 较大的曝气量使活性污泥有很好的分散性，大大提高了活性污泥的比表面积。反应器内独特的水力循环措施，有利于污水和活性污泥的充分接触，提高了处理效率，同时还有利于难降解有机物的彻底分解。 ⑤ 膜生物反应器工艺省去了二沉池，并取代了三级处理的全部工艺，减少占地面积，节省了基建投资。 ⑥ 膜生物反应器的结构简单，易于实现自动控制，操作管理方便。 

3.4.2 膜生物反应器存在的问题和改进的方向是什么？ 

与传统的活性污泥工艺相比，膜生物反应器在具有诸多优点的同时还存在以下问题：①系统的曝气量较大、能耗较高；②难降解有机物的积累容易造成对微生物的抑制和膜的污染；③膜组件的成本比较高；④运行管理和膜的清洗工作量较大，特别是当处理水量大于5000m³/d时问题更为突出。 膜生物反应器今后改进的方向是：①优化反应器内部结构的设计；②合理选择供氧装置；③合理选择膜材料及膜组件的形式；④进一步研究延长膜寿命及膜清洗的方法和措施。 

3.4.3 什么是分置式膜生物反应器？ 

分置式膜生物反应器是将膜组件作为独立单元与生物反应器相分离，混合液由泵加压进入膜组件， 膜组件的透过液即为系统的出水，而膜组件的浓缩液返回到反应器内。分置式膜生物反应器均采用错流式膜组件，即混合液平行于滤膜表面流动，与滤过液流向垂直。错流过滤产生较大的剪切力， 可限制滤饼层的厚度，对缓解膜污染极为有效。为了维持稳定的透水率，膜面的错流流速一般要求 大于2 m/s，这就需要较多的循环水量，使得单位产水的能耗较高。 分置式膜生物反应器的膜通量较高，膜组件易于清洗和更换，运行稳定可靠。分置式膜生物反应器既能用于好氧处理，也能用于厌氧处理，其工艺流程如图3.4.3所示。

3.4.4 什么是一体式膜生物反应器？ 

一体式膜生物反应器是将膜组件浸没在反应器内，无需固液分离回路。通过水头压差或水泵的抽吸，膜组件的透过液作为系统的出水，而截留的活性污泥始终留在反应器中。由于膜组件的正下方安装有曝气装置，曝气使得混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，实现膜面的错流，污泥颗粒在此错流作用下被迫离开膜表面，延缓了膜污染的产生。一体式膜生物反应器的能耗较低，但运行的稳定性、膜的清洗效果和更换方便等方面，不如分置式膜生物反应器。一体式膜生物反应器的工艺流程如图3.4.4所示。