用了7000字 總算說透了MBR工藝！
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在(zai)污水處理(li)(li)，水資源(yuan)再利用(yong)領域，有(you)(you)這樣一種(zhong)(zhong)生化水處理(li)(li)技(ji)術(shu)-MBR。MBR又稱膜(mo)(mo)生物反(fan)應器(qi)，是一種(zhong)(zhong)由膜(mo)(mo)分(fen)離單(dan)元與生物處理(li)(li)單(dan)元相結合(he)的(de)(de)新型(xing)(xing)水處理(li)(li)技(ji)術(shu)。膜(mo)(mo)的(de)(de)種(zhong)(zhong)類繁多，按(an)分(fen)離機(ji)理(li)(li)進行分(fen)類，有(you)(you)反(fan)應膜(mo)(mo)、離子交(jiao)換膜(mo)(mo)、滲透膜(mo)(mo)等(deng)；按(an)膜(mo)(mo)的(de)(de)性質(zhi)分(fen)類，有(you)(you)天然(ran)膜(mo)(mo)（生物膜(mo)(mo)）和合(he)成膜(mo)(mo)（有(you)(you)機(ji)膜(mo)(mo)和無機(ji)膜(mo)(mo)）；按(an)膜(mo)(mo)的(de)(de)結構(gou)型(xing)(xing)式分(fen)類，有(you)(you)平板型(xing)(xing)、管型(xing)(xing)、螺旋(xuan)型(xing)(xing)及中空纖維型(xing)(xing)等(deng)。
一、MBR的工藝組成
膜(mo)(mo)(mo)-生(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)主(zhu)要由膜(mo)(mo)(mo)分離組(zu)件及生(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)兩部分組(zu)成。通常提到的膜(mo)(mo)(mo)-生(sheng)物(wu)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)實(shi)際上是三類反(fan)(fan)應(ying)器(qi)的總(zong)稱：
①曝(pu)氣(qi)膜(mo)-生物(wu)反應器（Aerationmembranebioreactor，AMBR）；
②萃(cui)取膜(mo)-生物反應器(qi)（ExtractiveMembranebioreactor，EMBR）；
③固液分(fen)離型膜-生物反應器(qi)（Solid/LiquidSeparationMembraneBioreactor,SLSMBR簡(jian)稱MBR）。
1、曝氣膜
曝(pu)氣(qi)膜-生物反應器(qi)（AMBR）最早見于(yu)Cote.P等(deng)于(yu)1988年報(bao)道，采(cai)用透(tou)氣(qi)性致密(mi)膜（如硅(gui)橡膠膜）或微(wei)孔膜（如疏水性聚(ju)合膜），以(yi)板(ban)式或中(zhong)空纖維式組件，在(zai)保持氣(qi)體分壓低于(yu)泡(pao)(pao)(pao)點(dian)（Bubblepoint）情況下，可(ke)實現向生物反應器(qi)的無(wu)泡(pao)(pao)(pao)曝(pu)氣(qi)。該(gai)工藝的特點(dian)是提高(gao)了(le)接觸時(shi)間和(he)傳氧(yang)效率(lv)，有利于(yu)曝(pu)氣(qi)工藝的控制，不受傳統(tong)曝(pu)氣(qi)中(zhong)氣(qi)泡(pao)(pao)(pao)大(da)小和(he)停留時(shi)間的因(yin)素(su)的影響。
2、萃取膜
萃取膜(mo)-生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)應器(qi)，又稱為(wei)EMBR（Extractivemembranebioreactor）。因為(wei)高酸堿度或對生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)有毒(du)(du)物(wu)(wu)(wu)質的存在，某些工業廢水不(bu)宜(yi)采用(yong)與(yu)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)直接接觸的方(fang)法處理(li)(li)；當廢水中含(han)揮(hui)發性有毒(du)(du)物(wu)(wu)(wu)質時，若采用(yong)傳(chuan)統的好氧(yang)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理(li)(li)過程(cheng)，污染(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)容易(yi)隨曝氣(qi)(qi)(qi)氣(qi)(qi)(qi)流揮(hui)發，發生(sheng)(sheng)氣(qi)(qi)(qi)提(ti)現(xian)象，不(bu)僅處理(li)(li)效果很(hen)不(bu)穩定，還會造(zao)成大氣(qi)(qi)(qi)污染(ran)(ran)為(wei)了解決這些技術難題。
英國學者Livingston研究(jiu)開發了EMB。廢水(shui)與活(huo)性污泥被膜隔開來，廢水(shui)在(zai)膜內流動，而含某種(zhong)專性細菌(jun)的(de)活(huo)性污泥在(zai)膜外(wai)流動，廢水(shui)與微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)不直(zhi)接(jie)接(jie)觸，有機污染(ran)物(wu)(wu)可以通過選擇性透(tou)過膜被另(ling)一側的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)。由(you)于萃取膜兩(liang)側的(de)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器單(dan)元和廢水(shui)循環(huan)單(dan)元各自獨立，各單(dan)元水(shui)流相互影響不大，生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器中營(ying)養物(wu)(wu)質和微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)存(cun)條(tiao)(tiao)件不受廢水(shui)水(shui)質的(de)影響，使水(shui)處(chu)理效果(guo)穩定。系統(tong)的(de)運行條(tiao)(tiao)件如HRT和SRT可分別控制(zhi)在(zai)最優的(de)范(fan)圍，維持最大的(de)污染(ran)物(wu)(wu)降解(jie)(jie)速率。
3、固液分離膜
固(gu)液分(fen)離型(xing)膜-生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器是在水(shui)處理(li)(li)(li)領域中(zhong)研究(jiu)得最為(wei)廣泛深入的(de)一(yi)(yi)類膜，MBR生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器，是種用膜分(fen)離過程取代傳統活性污泥法(fa)中(zhong)二次沉淀池的(de)水(shui)處理(li)(li)(li)技術(shu)。其通過膜組(zu)件(jian)將(jiang)固(gu)體有(you)機物(wu)(wu)回流至反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器中(zhong)，再將(jiang)處理(li)(li)(li)過的(de)有(you)機水(shui)排出。膜分(fen)離生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器的(de)類型(xing)可以根(gen)據膜組(zu)件(jian)與生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器位置進行分(fen)類，有(you)一(yi)(yi)體式(shi)膜生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器、分(fen)置式(shi)膜生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器、復合式(shi)膜生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器。
（1）分置式膜生物反應器
通過(guo)泵對其加壓，混合液在壓力的作(zuo)(zuo)用下(xia)進(jin)行(xing)過(guo)濾，這樣大分子有(you)機物將(jiang)被(bei)膜過(guo)濾出來(lai)，再回流到生物反應(ying)器中進(jin)行(xing)降解，如此(ci)循環操作(zuo)(zuo)進(jin)一步地對有(you)機污水中的有(you)機勿進(jin)行(xing)分解。
分置式膜(mo)生物反應器(qi)具有(you)穩定、容(rong)易操(cao)作、膜(mo)容(rong)易清洗(xi)等特(te)征，是(shi)有(you)機污水處理的有(you)效(xiao)方法(fa)之一，但是(shi)由(you)于為了提高循環泵的壓力(li)會(hui)消耗較高的動(dong)能。
（2）一體式膜生物反應器
是將膜(mo)組(zu)件(jian)置于(yu)(yu)生物反(fan)應器中(zhong)(zhong)，再通(tong)過泵將過濾液抽出(chu)，在傳統(tong)的(de)(de)廢水(shui)(shui)生物處(chu)理技術中(zhong)(zhong)，泥水(shui)(shui)分離是在二(er)沉池中(zhong)(zhong)靠重力作用完成的(de)(de)，其分離效率依賴于(yu)(yu)活性(xing)污泥的(de)(de)沉降(jiang)性(xing)能(neng)，沉降(jiang)性(xing)越好(hao)，泥水(shui)(shui)分離效率越高。而污泥的(de)(de)沉降(jiang)性(xing)取(qu)決于(yu)(yu)曝(pu)(pu)氣池的(de)(de)運狀況(kuang)，改善污泥沉降(jiang)性(xing)必須嚴格(ge)控制曝(pu)(pu)氣池的(de)(de)操作條件(jian)，這(zhe)限制了(le)該(gai)方法的(de)(de)適(shi)用范(fan)圍。
由于二沉池(chi)(chi)固液分離的(de)要求，曝氣池(chi)(chi)的(de)污泥(ni)(ni)不能維持較高濃度(du)，一般在1.5~3.5g/左右，從而限制(zhi)了(le)生化反應(ying)速率。水(shui)力停留時間（HRT）與(yu)污泥(ni)(ni)齡（SRT）相互依賴(lai)，提(ti)高容積負荷與(yu)降低污泥(ni)(ni)負荷往往形成(cheng)矛盾(dun)。系(xi)統在運行過程中還(huan)產生了(le)大量的(de)剩余污泥(ni)(ni)，其處置費用占污水(shui)處理(li)廠費用的(de)25%~40%。傳統活性污泥(ni)(ni)處理(li)系(xi)統還(huan)容易岀(chu)現污泥(ni)(ni)膨脹現象，出水(shui)中含有懸浮固體，出水(shui)水(shui)質惡化。
針(zhen)對上述問題，MBR將分離工程中(zhong)(zhong)的(de)膜(mo)分離技(ji)術與(yu)傳(chuan)統廢(fei)水生物(wu)處理(li)技(ji)術有機結(jie)合，大大提高了固液分離效率(lv)(lv)；并且(qie)由于曝(pu)氣(qi)池中(zhong)(zhong)活性污(wu)泥(ni)濃度的(de)增大和污(wu)泥(ni)中(zhong)(zhong)特效菌（特別是優勢菌的(de)出現，提高了生化反應(ying)速率(lv)(lv)；同時(shi)，通過降(jiang)低FM比，減少剩余污(wu)泥(ni)產生量（甚至為(wei)0），從而基本解(jie)決(jue)了傳(chuan)統活性污(wu)泥(ni)法存(cun)在的(de)許多(duo)突出問題。
二、MBR的工藝類型
根據膜(mo)組(zu)件和生物(wu)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)的(de)組(zu)合(he)方式(shi)(shi)，可將膜(mo)-生物(wu)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)分為分置式(shi)(shi)、一體式(shi)(shi)以及復(fu)合(he)式(shi)(shi)三種基本類型。（以下(xia)討(tao)論的(de)均為固液分離型膜(mo)-生物(wu)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)）
1、分置式
把膜(mo)(mo)組件(jian)和生物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)分開設置。生物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)中的(de)(de)混(hun)合液(ye)(ye)經循環(huan)泵增(zeng)壓后打至膜(mo)(mo)組件(jian)的(de)(de)過濾(lv)端，在壓力作用下混(hun)合液(ye)(ye)中的(de)(de)液(ye)(ye)體透過膜(mo)(mo)，成為系(xi)統處(chu)理水；固形物(wu)、大分子物(wu)質等(deng)則被膜(mo)(mo)截留，隨濃縮(suo)液(ye)(ye)回(hui)流到生物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)內。
分置(zhi)式膜-生(sheng)(sheng)物(wu)反應器的(de)(de)特點(dian)是運行穩定可靠，易于(yu)膜的(de)(de)清洗(xi)、更換(huan)及增設；而且膜通量普遍較大。但一般條件下為減(jian)少污染物(wu)在膜表面的(de)(de)沉積，延長膜的(de)(de)清洗(xi)周(zhou)期(qi)，需要用循環泵提供較高的(de)(de)膜面錯(cuo)流流速，水(shui)流循環量大、動力(li)費用高（Yamamoto，1989），并且泵的(de)(de)高速旋(xuan)轉產生(sheng)(sheng)的(de)(de)剪切力(li)會使某些微生(sheng)(sheng)物(wu)菌體產生(sheng)(sheng)失活現象(xiang)（BrockmannandSeyfried1997）。
2、一體式
把膜(mo)組件(jian)置于生物(wu)反應器(qi)內部。進水進入膜(mo)-生物(wu)反應器(qi)，其中的大部分污染物(wu)被混合液(ye)中的活性污泥去除，再在外壓作用下(xia)由膜(mo)過濾出水。
這(zhe)種形式的膜-生物反應(ying)器由于(yu)省去了混合液(ye)循環系統(tong)，并且靠抽吸出水，能耗相對(dui)較(jiao)低；占地(di)較(jiao)分置(zhi)式更為緊湊，近年來(lai)在水處(chu)理領域受到(dao)了特別(bie)關(guan)注(zhu)。但是一般膜通量(liang)相對(dui)較(jiao)低，容(rong)易(yi)(yi)發生膜污染，膜污染后不容(rong)易(yi)(yi)清洗(xi)和更換。
3、復合式
開式(shi)(shi)上也屬于一體式(shi)(shi)膜-生物反(fan)應器，所不同(tong)的(de)(de)是(shi)在生物反(fan)應器內加(jia)裝填料(liao)，從而形成復(fu)合式(shi)(shi)膜-生物反(fan)應器，改變了反(fan)應器的(de)(de)某(mou)些(xie)性(xing)狀。
三、MBR的工藝特點
與許多傳統的生物水處(chu)理工藝相(xiang)比，MBR具有以下(xia)主要(yao)優(you)點：
1、出水水質優質穩定
由于(yu)膜的(de)高效分離作用(yong)，分離效果遠好于(yu)傳統沉(chen)淀(dian)池，處(chu)理(li)岀水(shui)極其清(qing)澈，懸(xuan)浮物和濁度接近于(yu)零，細菌和病毒被大(da)幅去除(chu)，出水(shui)水(shui)質(zhi)優于(yu)建(jian)設(she)部(bu)頒發(fa)的(de)生活(huo)雜(za)用(yong)水(shui)水(shui)質(zhi)標準（CJ25.189），可以直接作為非飲用(yong)市(shi)政雜(za)用(yong)水(shui)進行回用(yong)。
同(tong)時(shi)，膜分離(li)也使(shi)微生物被完全被截(jie)流在(zai)生物反應器內，使(shi)得系統內能夠維持(chi)較高的微生物濃度，不(bu)但提高了(le)(le)反應裝置對污(wu)染(ran)物的整(zheng)體(ti)去除效率，保證(zheng)了(le)(le)良好(hao)的出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質，同(tong)時(shi)反應器對進(jin)水(shui)(shui)(shui)負荷(he)（水(shui)(shui)(shui)質及水(shui)(shui)(shui)量）的各種(zhong)變(bian)化具有很好(hao)的適應性(xing)，耐沖(chong)擊負荷(he)，能夠穩定獲得優質的出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質。
2、剩余污泥產量少
該工藝可以(yi)在高容(rong)積負荷、低(di)(di)(di)污(wu)泥負荷下(xia)運行，剩余污(wu)泥產量(liang)低(di)(di)(di)（理論上可以(yi)實(shi)現零污(wu)泥排放(fang)），降低(di)(di)(di)了污(wu)泥處(chu)理費用。
3、占地面積小，不受設置場合限制
生物反應器內能維(wei)持(chi)高濃(nong)度的微(wei)生物量，處理裝置容積負荷高，占地(di)(di)面(mian)(mian)積大(da)大(da)節省；該(gai)工(gong)藝流(liu)程(cheng)簡(jian)單(dan)、結構緊湊(cou)、占地(di)(di)面(mian)(mian)積省，不受設置場(chang)所限制，適(shi)合(he)于任何場(chang)合(he)，可做成地(di)(di)面(mian)(mian)式(shi)、半(ban)地(di)(di)下式(shi)和(he)地(di)(di)下式(shi)
4、可去除氨氮及難降解有機物
由于微生物(wu)被完全截流(liu)在生物(wu)反應器內，從而(er)有(you)利于增(zeng)殖緩(huan)慢的(de)微生物(wu)如硝(xiao)化細菌的(de)截留生長，系統硝(xiao)化效(xiao)(xiao)率得以提高。同時(shi)，可增(zeng)長一些難(nan)降解(jie)(jie)的(de)有(you)機(ji)物(wu)在系統中的(de)水(shui)力停留時(shi)間，有(you)利于難(nan)降解(jie)(jie)有(you)機(ji)物(wu)降解(jie)(jie)效(xiao)(xiao)率的(de)提高。
5、操作管理方便，易于實現自動控制
該工藝實現(xian)了水力停留(liu)時(shi)間(jian)（HRT）與污泥停留(liu)時(shi)間(jian)（SRT）的完全分離，運行控制(zhi)更加(jia)靈活穩定，是污水處理中容(rong)易實現(xian)裝(zhuang)備化的新技術(shu)，可實現(xian)微機自(zi)動(dong)控制(zhi)，從而使操作管理更為方便。
6、易于從傳統工藝進行改造
該工藝可以作為(wei)傳統污水處理(li)工藝的深度處理(li)單元，在城市二級污水處理(li)廠出水深度處理(li)（從而實現城市污水的大量(liang)回(hui)用）等(deng)領域有著廣闊的應(ying)用前景。
膜(mo)--生物反(fan)應器也存在(zai)一些不足(zu)。主(zhu)要(yao)表現(xian)在(zai)以下(xia)幾個方面：
1、膜造價高
使膜(mo)-生物反應器的(de)基(ji)建投資高于(yu)傳統污水處理工藝(yi)。
2、膜容易污染
給操作管理帶(dai)來不便。
3、能耗高
首(shou)先(xian)MBR泥水分離(li)過程必須(xu)保(bao)持一(yi)定的膜驅動壓力(li)；其次(ci)是MBR池中MLSS濃度(du)非常(chang)高，要保(bao)持足夠的傳氧速率，必須(xu)加大曝氣強(qiang)度(du)；還有(you)為了加大膜通量、減輕膜污染，必須(xu)增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統的生物處(chu)理工藝(yi)高。
四、MBR工藝用膜
膜(mo)(mo)可(ke)以由很多(duo)種材(cai)料制備，可(ke)以是(shi)(shi)液相、固(gu)(gu)相甚至是(shi)(shi)氣相的。目前使用的分離膜(mo)(mo)絕大多(duo)數是(shi)(shi)固(gu)(gu)相膜(mo)(mo)。根據孔徑不同(tong)可(ke)分為：微濾膜(mo)(mo)、超濾膜(mo)(mo)、納滮(biao)膜(mo)(mo)和反滲(shen)透(tou)膜(mo)(mo)；根據材(cai)料不同(tong)，可(ke)分為無(wu)機(ji)膜(mo)(mo)和有機(ji)膜(mo)(mo)，無(wu)機(ji)膜(mo)(mo)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)微濾級別(bie)膜(mo)(mo)。膜(mo)(mo)可(ke)以是(shi)(shi)均質或非均質的，可(ke)以是(shi)(shi)荷電的或電中性的。廣(guang)泛(fan)用于廢水(shui)處(chu)理的膜(mo)(mo)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)由有機(ji)高分子材(cai)料制備的固(gu)(gu)相非對稱(cheng)膜(mo)(mo)。
1、膜的分類依據及分類
（1）膜材質
①高(gao)分子有機膜材(cai)料：聚(ju)(ju)(ju)烯(xi)烴類(lei)(lei)、聚(ju)(ju)(ju)乙烯(xi)類(lei)(lei)、聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)腈、聚(ju)(ju)(ju)砜類(lei)(lei)、芳香族聚(ju)(ju)(ju)酰胺、含氟聚(ju)(ju)(ju)合物等。
有機膜(mo)成(cheng)本相對較低，造價(jia)便宜，膜(mo)的(de)制(zhi)造工藝(yi)較為成(cheng)熟，膜(mo)孔(kong)徑和形式也較為多樣(yang)，應用(yong)廣泛，但運(yun)行過程易污染、強度低、使用(yong)壽命(ming)短。
②無機(ji)膜(mo)(mo)：是固態膜(mo)(mo)的(de)一種，是由無機(ji)材料，如金屬、金屬氧(yang)化物、陶瓷、多(duo)孔玻璃、沸石、無機(ji)高分子材料等制成的(de)半透膜(mo)(mo)。目前在MBR中使用的(de)無機(ji)膜(mo)(mo)多(duo)為陶瓷膜(mo)(mo)。
（2）膜孔徑
MBR工藝中用膜(mo)(mo)一般為微膜(mo)(mo)（MF）和超濾膜(mo)(mo)（UF），大都采(cai)用0.1~0.4μm膜(mo)(mo)孔徑，這對(dui)于固液(ye)分離型的膜(mo)(mo)反應器(qi)來說(shuo)已經足夠，微濾膜(mo)(mo)常(chang)用的聚(ju)(ju)合物材料有：聚(ju)(ju)碳酸酯(zhi)(zhi)、纖(xian)維(wei)素酯(zhi)(zhi)、聚(ju)(ju)偏_氟(fu)乙烯(xi)、聚(ju)(ju)砜、聚(ju)(ju)四(si)氟(fu)乙烯(xi)、聚(ju)(ju)氯乙烯(xi)、聚(ju)(ju)醚酰(xian)亞胺、聚(ju)(ju)丙烯(xi)、聚(ju)(ju)醚醚酮(tong)、聚(ju)(ju)酰(xian)胺等(deng)。
超濾常用聚(ju)(ju)(ju)合(he)聚(ju)(ju)(ju)醚砜（PES）、聚(ju)(ju)(ju)酰胺(an)、聚(ju)(ju)(ju)丙烯腈（PAN）、聚(ju)(ju)(ju)偏氟乙烯、纖維素酯、聚(ju)(ju)(ju)聚(ju)(ju)(ju)亞(ya)酰胺(an)、聚(ju)(ju)(ju)醚酰胺(an)等。
膜(mo)組(zu)件(jian)為了便于工業(ye)化生產(chan)和(he)安裝(zhuang)，提高膜(mo)的(de)工作效率，在單位體積內(nei)實現最大的(de)膜(mo)面(mian)積，通常將膜(mo)以某種(zhong)(zhong)形(xing)式(shi)(shi)(shi)組(zu)裝(zhuang)在一(yi)個基本單元設備內(nei)，在一(yi)定的(de)驅(qu)動力下，完成混合液中各(ge)組(zu)分(fen)的(de)分(fen)離(li)，這類裝(zhuang)置稱為膜(mo)組(zu)件(jian)（Module）。工業(ye)上常用的(de)膜(mo)組(zu)件(jian)形(xing)式(shi)(shi)(shi)有五種(zhong)(zhong)：板框式(shi)(shi)(shi)、螺(luo)旋卷式(shi)(shi)(shi)、圓管(guan)式(shi)(shi)(shi)、中空纖維式(shi)(shi)(shi)和(he)毛(mao)細(xi)管(guan)式(shi)(shi)(shi)。前兩種(zhong)(zhong)使用平板膜(mo)，后三者使用管(guan)式(shi)(shi)(shi)膜(mo)。圓管(guan)式(shi)(shi)(shi)膜(mo)直徑>10mm；毛(mao)細(xi)管(guan)式(shi)(shi)(shi)0.5~10.0mm。
2、MBR工藝中常用的膜組件形式
（1）板框式
MBR工藝最早應用的(de)一種膜組件形(xing)式，外形(xing)類似于普(pu)通的(de)板框式壓濾機。
優點：制造組(zu)裝(zhuang)簡單，操作(zuo)方(fang)便，易于維(wei)護、清洗、更缺點：密(mi)封較復(fu)雜，壓力損失(shi)大，裝(zhuang)填密(mi)度小。
（2）圓管式
由膜和膜的支撐體(ti)構成，有內(nei)壓(ya)型(xing)和外(wai)壓(ya)型(xing)兩種運行方式。實際中多(duo)采用內(nei)壓(ya)型(xing)，即進水從管內(nei)流入，滲透(tou)液從管外(wai)流出。膜直徑在(zai)6~24mm之間(jian)。
優點：料液可(ke)以控制(zhi)湍流(liu)流(liu)動，不(bu)易堵(du)塞(sai)，易清洗(xi)，壓力損(sun)失小。
缺點：裝填密(mi)度小。
（3）中空纖維式
外徑一般為40~250um，內徑為25~42μm。在MBR中(zhong)，常把組(zu)件(jian)直接放入反應器中(zhong)，不需(xu)耐壓(ya)容器，構成(cheng)浸沒式膜-生物反應器。一般為外壓(ya)式膜組(zu)件(jian)。
（4）柱形中空纖維膜
優(you)點：耐壓強(qiang)度高，不(bu)易變(bian)形(xing)，不(bu)需支撐材料；裝(zhuang)填密度高；造價相對較(jiao)(jiao)低(di)；壽命較(jiao)(jiao)長，可以(yi)采用物(wu)化性(xing)能穩(wen)定，適水率低(di)的尼(ni)龍中空纖(xian)維(wei)膜。
缺點(dian)：對堵塞敏感，污染和濃差(cha)極化(hua)對膜的(de)分(fen)離性能有很(hen)大影響。
（5）螺旋卷式
螺旋卷式簡(jian)稱卷式，主要(yao)部件(jian)(jian)為多孔支撐材料，兩(liang)側(ce)是膜(mo)，三邊(bian)密(mi)封(feng)，開(kai)放邊(bian)與一(yi)根多孔的中心(xin)產(chan)品水(shui)收(shou)集管密(mi)封(feng)連接，在膜(mo)袋外部的原水(shui)側(ce)墊一(yi)層網眼型間隔(ge)材料，把(ba)膜(mo)袋-隔(ge)網依次迭合，繞(rao)中心(xin)集水(shui)管緊密(mi)地卷起來，形成(cheng)一(yi)個膜(mo)卷，裝進圓柱形壓力(li)容器內，就制成(cheng)了—個螺旋卷式膜(mo)組(zu)件(jian)(jian)優(you)點：膜(mo)的裝填密(mi)度高；膜(mo)攴撐結構簡(jian)單；濃差極化小(xiao)；容易調整膜(mo)面流(liu)態。
缺點：中心管處(chu)易泄漏；膜與攴(po)撐材料的(de)粘結處(chu)膜易破(po)裂而泄漏；膜的(de)安裝和更換困難。
五、MBR膜組件設計的一般要求
1、對膜提供足夠的機(ji)械支撐，流道通(tong)暢，沒有流動死角和靜水區；
2、能耗較低，盡(jin)量減少濃差極化(hua)，提高分離效率，減輕膜污染；
3、盡可能高的裝填密(mi)度，安裝，清洗、更換方便；
4、具有足夠的機械強(qiang)度、化學和熱穩定。
膜(mo)組件的選用要綜合考慮(lv)其(qi)成本，裝填(tian)密度(du)、應用場合、系統流程、膜(mo)污染及清洗(xi)、使用壽命。
六、MBR的應用領域
進(jin)入(ru)90年代中后期，膜(mo)(mo)(mo)-生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)器(qi)在國外已進(jin)入(ru)了(le)(le)實際應(ying)用(yong)(yong)階段。加(jia)拿大Zenon公司首先推出了(le)(le)超濾管式(shi)膜(mo)(mo)(mo)-生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)器(qi)，并將其(qi)應(ying)用(yong)(yong)于城市污水處理。為了(le)(le)節約能(neng)耗，該(gai)公司又(you)開發了(le)(le)浸(jin)入(ru)式(shi)中空(kong)纖維膜(mo)(mo)(mo)組件，其(qi)開發出的膜(mo)(mo)(mo)-生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)器(qi)已應(ying)用(yong)(yong)于美國、德國、法國和埃及等十多個(ge)地方(fang)，規模從380m³/d至7600m³/d。
日(ri)本(ben)三菱人造絲公(gong)司(si)也(ye)是世界上浸入式中空(kong)纖維(wei)膜(mo)的知名(ming)提供商(shang)，其(qi)在(zai)MBR的應(ying)(ying)用(yong)方(fang)面(mian)也(ye)積累了多(duo)年(nian)的經驗，在(zai)日(ri)本(ben)以及其(qi)他國家建有(you)多(duo)項(xiang)實際(ji)(ji)MBR工(gong)程。日(ri)本(ben)Kubota公(gong)司(si)是另一個在(zai)膜(mo)-生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)器實際(ji)(ji)應(ying)(ying)用(yong)中具有(you)競爭(zheng)力的公(gong)司(si)，它所生(sheng)產的板式膜(mo)具有(you)流通(tong)量(liang)大、耐(nai)污染和工(gong)藝簡(jian)單等(deng)特(te)點(dian)。國內一些(xie)硏究者及企業也(ye)在(zai)MBR實用(yong)化方(fang)面(mian)進行著嘗試，現在(zai)膜(mo)-生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)器已應(ying)(ying)用(yong)于以下領域：
1、城市污水處理及建筑中水回用
1967年(nian)第(di)一個采用(yong)(yong)MBR工藝的(de)(de)廢水處(chu)(chu)理(li)廠(chang)由美國(guo)的(de)(de)Do-Oive公(gong)司(si)建(jian)(jian)成，這個處(chu)(chu)理(li)廠(chang)處(chu)(chu)理(li)14m3/d廢水。1977年(nian)，一套污水回(hui)用(yong)(yong)系統在日(ri)本(ben)的(de)(de)一幢高層建(jian)(jian)筑中(zhong)(zhong)得到實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)(yong)。1980年(nian)，日(ri)本(ben)建(jian)(jian)成了(le)兩座處(chu)(chu)理(li)能力(li)分別為10m³/d和50m³/d的(de)(de)MBR處(chu)(chu)理(li)廠(chang)。90年(nian)代(dai)中(zhong)(zhong)期(qi)，日(ri)本(ben)就有39座這樣的(de)(de)廠(chang)在運(yun)行，最大處(chu)(chu)理(li)能力(li)可達500m³/d，并且(qie)有100多處(chu)(chu)的(de)(de)高樓采用(yong)(yong)MBR將(jiang)污水處(chu)(chu)理(li)后回(hui)用(yong)(yong)于中(zhong)(zhong)水道。1997年(nian)，英國(guo)Wesse公(gong)司(si)在英國(guo)Porlock建(jian)(jian)立了(le)當時(shi)世界上最大的(de)(de)MBR系統，日(ri)處(chu)(chu)理(li)量(liang)達2000m3，199年(nian)又在Dorset的(de)(de)Swanage建(jian)(jian)成了(le)13000m³/d的(de)(de)MBR工廠(chang)。
1998年(nian)(nian)(nian)5月(yue)，清華大學(xue)(xue)進行的(de)(de)一體(ti)式膜(mo)-生物反(fan)應器中試系統(tong)通(tong)過了(le)國家(jia)鑒定。2000年(nian)(nian)(nian)初清華大學(xue)(xue)在北京市海(hai)淀鄉醫院建起了(le)一套實(shi)用的(de)(de)MBR系統(tong)，用以處理(li)(li)醫院廢水(shui)，該工(gong)程于(yu)(yu)2000年(nian)(nian)(nian)6月(yue)建成并投入使用，目(mu)前(qian)運轉正(zheng)常。2000年(nian)(nian)(nian)9月(yue)，天津(jin)大學(xue)(xue)在天津(jin)新技術產業園區(qu)普辰大廈(sha)建成了(le)一個MBR示范工(gong)程，該系統(tong)日處理(li)(li)污水(shui)25t，處理(li)(li)后的(de)(de)污水(shui)全部用于(yu)(yu)衛生間的(de)(de)沖洗及綠(lv)地澆(jiao)灑，占地面積為10平方(fang)米(mi)，處理(li)(li)每噸污水(shui)的(de)(de)能耗為0.7kWh。
2、工業廢水處理
90年代(dai)(dai)以來，MBR的(de)(de)處(chu)理(li)(li)對象不斷拓展，除(chu)中(zhong)水回(hui)用(yong)、糞便污水處(chu)理(li)(li)以外，MBR在(zai)工(gong)(gong)(gong)業廢(fei)(fei)(fei)水處(chu)理(li)(li)中(zhong)的(de)(de)應用(yong)也得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛關注，如處(chu)理(li)(li)食品工(gong)(gong)(gong)業廢(fei)(fei)(fei)水、水產(chan)加(jia)工(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水、養殖廢(fei)(fei)(fei)水、化(hua)妝品生(sheng)產(chan)廢(fei)(fei)(fei)水、染料廢(fei)(fei)(fei)水、石油化(hua)工(gong)(gong)(gong)廢(fei)(fei)(fei)水，均獲得(de)了(le)良好的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效果(guo)。90年代(dai)(dai)初，美國(guo)建造了(le)—套(tao)用(yong)于(yu)處(chu)理(li)(li)某汽車(che)制造廠(chang)的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)業廢(fei)(fei)(fei)水的(de)(de)MBR系統，處(chu)理(li)(li)規(gui)模為(wei)151m3/d，該系統的(de)(de)有機負荷達(da)6.3kgCOD/m3?d，COD去除(chu)率為(wei)94%，絕大部(bu)分的(de)(de)油與(yu)油脂被降(jiang)解。在(zai)荷蘭(lan)，一(yi)座脂肪提取加(jia)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)采用(yong)傳統的(de)(de)氧化(hua)溝污水處(chu)理(li)(li)技(ji)術處(chu)理(li)(li)其生(sheng)產(chan)廢(fei)(fei)(fei)水，由于(yu)生(sheng)產(chan)規(gui)模的(de)(de)擴大，結果(guo)導致污泥(ni)膨脹(zhang)，污泥(ni)難(nan)以分離，最(zui)后采用(yong)膜組件代(dai)(dai)替沉(chen)淀池，運行(xing)效果(guo)良好。
3、微污染飲用水凈化
隨(sui)看氮肥與殺(sha)蟲(chong)劑(ji)在(zai)農業中的(de)廣(guang)泛應用，飲用水也不(bu)同(tong)程度(du)受(shou)到(dao)污染(ran)。LyonnaisedesEaux公(gong)司(si)在(zai)90年(nian)代中期開發出同(tong)時具有(you)生物脫氮、吸附殺(sha)蟲(chong)劑(ji)、去除濁度(du)功能的(de)MBR工(gong)藝，1995該(gai)公(gong)司(si)在(zai)法國的(de)Touchy建(jian)成了日產飲用水400m3的(de)工(gong)廠。出水中氮濃度(du)低于(yu)0.1mgNO2/L，殺(sha)蟲(chong)劑(ji)濃度(du)低于(yu)0.02μg/L。
4、糞便污水處理
糞便污水中有機物含量很高(gao)，傳統的反硝(xiao)化處理(li)方法要求有很高(gao)污泥濃度(du)，固(gu)液(ye)分離不穩定(ding)影響了(le)(le)三級處理(li)效果。MBR的出(chu)現很好地解決了(le)(le)這一問題，并且(qie)使(shi)糞便污水不經稀釋(shi)而直接處理(li)成為可能。
日本(ben)已開發出被稱之為NS系(xi)統(tong)的(de)(de)屎尿(niao)處理(li)(li)技術，最(zui)核心部分(fen)(fen)是平(ping)板膜(mo)裝置與好氧高濃度(du)活性(xing)污(wu)泥生物(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)組(zu)(zu)合的(de)(de)系(xi)統(tong)。NS系(xi)統(tong)于1985年(nian)在(zai)(zai)日本(ben)琦玉縣越谷市(shi)建成，生產(chan)規模(mo)為10kL/d，1989年(nian)又先(xian)后在(zai)(zai)長崎縣、熊(xiong)本(ben)縣建成新的(de)(de)屎尿(niao)處理(li)(li)設施。NS系(xi)統(tong)中(zhong)的(de)(de)平(ping)板膜(mo)每組(zu)(zu)約0.4㎡，共幾十(shi)組(zu)(zu)并列安裝，做成能自(zi)動(dong)打開的(de)(de)框架裝置，并能自(zi)動(dong)沖洗。膜(mo)材料為截(jie)流分(fen)(fen)子(zi)量(liang)20000的(de)(de)聚(ju)砜超濾膜(mo)。反(fan)應(ying)(ying)器(qi)內污(wu)泥濃度(du)保持(chi)在(zai)(zai)15000~18000mg/范圍(wei)內。到1994年(nian)日本(ben)已有1200多(duo)套MBR系(xi)統(tong)用于處理(li)(li)4000多(duo)萬人(ren)的(de)(de)糞便污(wu)水(shui)。
5、土地填埋場/肥滲濾液處理
土(tu)地填(tian)埋場/堆肥滲瀝液含有高濃度的污染(ran)(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)，其(qi)水質和(he)水量隨(sui)氣候條件與(yu)操作運(yun)行條件的變化而變化。MBR技術在(zai)1994年前就被多家污水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)廠用(yong)于該種(zhong)污水的處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)。通過MBR與(yu)RO技術的結(jie)合，不(bu)僅能(neng)(neng)去除(chu)SS、有機物(wu)(wu)(wu)和(he)氮，而且能(neng)(neng)有效(xiao)去除(chu)鹽類與(yu)重金屬。最(zui)近美(mei)囯Envirogen公司(si)開發出—種(zhong)MBR用(yong)于土(tu)地填(tian)埋場滲濾液的處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)，并在(zai)新澤西建成一個日(ri)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)能(neng)(neng)力為(wei)40萬加侖（約1500m3/d）的裝(zhuang)置，在(zai)2000年底投入運(yun)行。該種(zhong)MBR使(shi)用(yong)一種(zhong)自然存在(zai)的混(hun)合菌來分解滲濾液中(zhong)的烴和(he)氯代化合物(wu)(wu)(wu)，其(qi)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)污染(ran)(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)的濃度為(wei)常(chang)規(gui)廢(fei)水處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)裝(zhuang)置的50~100倍。能(neng)(neng)達(da)到這一處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)效(xiao)果的原因是，MBR能(neng)(neng)夠保留高效(xiao)細菌并使(shi)細菌濃度達(da)到50000mg/L。在(zai)現場中(zhong)試中(zhong)，進液COD為(wei)幾百至40000mg/L，污染(ran)(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)的去除(chu)率達(da)90%以上。
七、MBR的發展前景和方向
1、現有城市污水(shui)處理廠(chang)的更新升級(ji)，特別是出水(shui)水(shui)質(zhi)難以達(da)標(biao)或(huo)處理流(liu)量劇增(zeng)而占(zhan)地面積無法擴(kuo)大的水(shui)廠(chang)；
2、無(wu)排水管網系統的小區(qu)(qu)，如居民點、旅游度假區(qu)(qu)、風景(jing)區(qu)(qu)等；
3、有(you)污水回用需求的地區或場所(suo)，如賓(bin)館、洗車業(ye)、客(ke)機、流動(dong)廁所(suo)等充(chong)分(fen)發揮MBR占(zhan)地面積小、設備緊(jin)湊、自動(dong)控制、靈(ling)活方便的特點(dian)；
4、高濃(nong)度、有(you)毒、難降解工(gong)業廢水(shui)處(chu)理(li)(li)。如(ru)造紙(zhi)、制糖(tang)、酒精、皮(pi)革、合成脂(zhi)肪(fang)酸等行業，是一種普遍的點(dian)源污染。MBR可以對這(zhe)些(xie)常規處(chu)理(li)(li)工(gong)藝無法達標的廢水(shui)進行有(you)效的處(chu)理(li)(li)，并實(shi)現回用(yong)；
5、垃圾填埋(mai)廠滲濾液的處(chu)理及回用；
6、小(xiao)規模(mo)污水廠（站）的(de)(de)應用(yong)。膜技(ji)術的(de)(de)特點十(shi)分適合處(chu)理小(xiao)規模(mo)污水。
未來的研究重點：
1、膜污染的機理及防(fang)治；
2、工藝(yi)流(liu)程形式及運行(xing)條件(jian)的優化；
3、污(wu)泥產(chan)率與運行條件的關系，以合理減少污(wu)泥產(chan)量，降低污(wu)泥處理費用；
4、反應器(qi)內微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的代謝特性及其對出水水質、污泥活性等的影響，從而確(que)定(ding)適宜的微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)及代謝條件；
5、工藝經濟性研究(jiu)。在目前國(guo)內經濟發(fa)展(zhan)水平、膜產品供應(ying)狀況和規范設計要求(qiu)的條(tiao)件下，MBR用于污水處(chu)理的最大經濟流量的確定；
6、以節能、處理特(te)殊水質對象、兼(jian)具(ju)脫氮(dan)除磷(lin)、操(cao)作維護簡便、可以長期穩定運行(xing)等為目(mu)標，開發新(xin)型(xing)的膜生物反(fan)應器。
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