膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質(zhì)好；設備緊湊、占地面積?。灰讓崿F(xiàn)自動控制、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。目前膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規(guī)模從6m3/d至 13000m3/d不等。
我國對MBR的研究還不到十年，但進展十分迅速。 國內(nèi)對MBR的研究大致可分為幾個方面：（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式，生物反應處理工藝從活性污泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性污泥與生物膜相結合的復合式工藝、兩相厭氧工藝；（2）影響處理效果與膜污染的因素、機理及數(shù)學模型的研究，探求合適的操作條件與工藝參數(shù)，盡可能減輕膜污染，提高膜組件的處理能力和運行穩(wěn)定性；（3）擴大MBR的應用范圍，MBR的研究對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工業(yè)廢水（石化污水、印染廢水等），但以生活污水的處理為主。
在我國，MBR同時應用于生活污水與工業(yè)廢水處理的研究。 這些研究結果都表明：MBR對各種高濃度有機廢水與難降解廢水的COD，NH3-N，SS，濁度等都達到良好的去除效果。
我國人均水資源擁有量僅為2250m3/人.年，不足世界平均水平的1/4。在我國600多個城市中，有300余座城市缺水，其中嚴重缺水城市有100余個，年缺水量近60億m3，每年因缺水造成經(jīng)濟損失約2000億元人民幣。華北地區(qū)人均水資源占有量只有250—480m3/人.年，低于全國人均水平的1/5，這一地區(qū)的所有城市幾乎都面臨缺水問題。因此污水回用是緩解華北平原水危機的重要措施之一。膜生物反應器技術以其優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)被認為是具有較好經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益的節(jié)水技術而倍受關注。盡管還存在較高的運行費用問題，但隨著膜制造技術的進步，膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投資也會隨之降低。如聚乙烯中空纖維膜，新型陶瓷膜的開發(fā)等已使其成本比以往有很大降低。另一方面，各種新型膜生物反應器的開發(fā)也使真運行費用大大降低，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統(tǒng)的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此，從長遠的觀點來看，膜生物反應器在水處理中應用范圍必將越來越廣。在水環(huán)境標準日益嚴格的今天，MBR已顯示出其巨大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢⑹切率兰o替代傳統(tǒng)廢水處理技術的有力競爭者。
構造
進水井
進水井里設置溢流口和進水閘門，在來水量超過系統(tǒng)負荷或者處理系統(tǒng)發(fā)生事故的情況下，關閉進水閘門，污水直接通過溢流口就近排入河道或者市政管網(wǎng)。
格柵
污水中經(jīng)常含有大量雜物，為了保證膜生物反應器的正常運行，必須將各種纖維、渣物、廢紙等雜物攔截在系統(tǒng)之外，因此在膜生物反應器前設置格柵，定期將柵渣清理干凈。
調(diào)節(jié)池
收集的污水水量和水質(zhì)都是隨著時間變化的，為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運行，降低運行負荷，需要對污水的水量和水質(zhì)進行調(diào)解，因此在進入生物處理系統(tǒng)前設計調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)需要定期清理沉淀物。調(diào)節(jié)池一般設置溢流，在負荷過大的情況下，保證系統(tǒng)的運行正常。
毛發(fā)聚集器
在中水處理系統(tǒng)內(nèi)，由于收集的洗浴廢水內(nèi)含有少量的毛發(fā)和纖維，不清理干凈，會對水泵和膜生物反應器反應器造成堵塞，降低處理效率，并可能zui終造成整個系統(tǒng)的癱瘓，因此在中水處理系統(tǒng)內(nèi)需要設置毛發(fā)過濾器。
反應池
在膜生物反應器反應池里進行著有機污染物的降解和泥水的分離。作為處理系統(tǒng)的核心部分，反應池里面包括微生物菌落、膜組件、集水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)。
消毒裝置
根據(jù)出水的要求，膜生物反應器設計有消毒裝置，可自動控制加藥量。
計量裝置
為了能夠保證系統(tǒng)運行良好，需要采用一定的計量裝置進行系統(tǒng)的參數(shù)控制。計量控制儀器包括流量計和水表等。
電控裝置
電控箱安裝于設備機房內(nèi)。主要控制進水泵、風機和抽吸泵?？刂朴惺謩涌刂坪妥詣涌刂苾煞N形式。進水泵在PLC控制下，根據(jù)各反應池水位情況，自動運行。抽吸泵運行按預設時間周期間歇控制，當膜生物反應器反應池低水位時，抽吸泵自動停止，以保護膜組器。
目前在水處理行業(yè)中，膜生物反應器投入大規(guī)模實際應用，膜生物反應器依據(jù)膜組件，及原理有不同的分類。下面我們就來了解一下膜生物反應器分類。
從整體上來講，膜生物反應器分類有以下幾種：
膜分離生物反應器：膜分離生物反應器用于污水處理中的固液分離。
膜曝氣生物反應器：膜曝氣生物反應器中膜被用于氣體質(zhì)量傳遞，通常是為好氧工藝供氧，可以實現(xiàn)生物反應器的無泡曝氣，大大提高反應器的傳氧效率。
萃取膜生物反應器：萃取膜生物反應器主要用于工業(yè)中優(yōu)先污染物的處理，選擇性透過膜被用于萃取特定的污染物。
按照膜組件的放置方式可分為：分體式和一體式膜生物反應器
分體式膜生物反應器把生物反應器與膜組件分開放置，膜生物反應器的混合液經(jīng)增壓后進入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜得到系統(tǒng)出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應器內(nèi)。
一體式系統(tǒng)則直接將膜組件置于反應器內(nèi)，通過的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的錯流由空氣攪動產(chǎn)生，設置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動，在膜表面產(chǎn)生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應器工藝是污水生物處理技術與膜分離技術的有機結合。
按照膜生物反應器是否需氧：可分為好氧和厭氧膜生物反應器
好氧膜生物反應器一般用于城市和工業(yè)的處理，好氧MBR用于城市污水處理通常是為了使出水達到回用的目的，而用于處理工業(yè)的主要為了去除一些特別的污染物，如油脂類污染物。
厭氧膜生物發(fā)生器中，通過膜的高效截留，不僅解決了厭氧污泥容易從膜生物反應器流失導致出水水質(zhì)降低的問題，同時膜分離的作用還體現(xiàn)在對厭氧反應器的構造與處理效果的強化方面。以UASB與膜單元相結合為例，厭氧膜生物反應器不再需要設計的三相分離器來實現(xiàn)固液氣的分離；而對于兩相厭氧MBR，由于膜分離的作用使產(chǎn)酸反應氣中的產(chǎn)酸菌濃度增加，提高了水解發(fā)酵能力，同時膜將大分子有機物截留在產(chǎn)酸反應器中使水解發(fā)酵，因此保持較高的酸化率。厭氧膜生物反應器廠用于高濃度有機分水的處理效果，由于膜生物反應器缺少曝氣，為了使厭氧污泥處于懸浮狀態(tài)，處理高濃度有機的厭氧膜生物反應器均采用分體式。
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