膜生物反应器（MBR）是将超滤、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术的优点。

膜生物反应器（MBR）指把生物反应与膜分离结合，以膜分离介质替代常规重力沉淀固液分离获得出水，并能盖板反应进程和提高反应效率的污水处理方法，简称MBR法。

一、MBR的原理及特点

MBR以膜组件取代二沉池的泥水分离单元设备，并与生物反应器组合构成一种新型生物处理装置，MBR常用一体式、分体式两种方式。

MBR运行原理是污水首先在反应器中进行微生物的同化和异化作用，异化产物多数为CO2和H2O，同化物质成为微生物的组成物质。膜单元部分主要用于截留微生物和过滤出水，微生物固体可有效的被截留或回流到反应器中，实现水力停留时间与污泥停留时间的分离，消除了传统活性污泥工艺的污泥膨胀问题。并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中泥龄较长的细菌的出现，提高了生化反应速率，同时，通过降低F/M（营养和微生物比率）减少剩余污泥产生量，提高生化处理效果。

与传统的生物处理相比，MBR具有以下的优势。

（1）传统的生物处理泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，分离效率依赖于活性污泥的沉降星河沉淀池的运行情况；而MBR固液分离效率高，通过膜分离将二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物阻隔在生物池内，从而大大提高反应器内的生物浓度，降低了污泥负荷，提高了生化效率。由于MBR同时可以去除细菌、病毒等，出水浊度低，所以其处理后的出水水质较高。

（2）MBR具有较大的污泥龄，有利于增殖缓慢的微生物，如固氮菌、硝化菌以及难降解有机物分解菌的截留和生长，有利于丰富生物相，适合进行废水深度处理。

（3）当F/M保持在某一低值时，活性污泥处于因生殖而增长和因内源呼吸而消耗的动态平衡中，剩余活性污泥量远低于活性污泥工艺，无污泥膨胀，降低了对剩余污泥处置的费用。

（4）系统可实现全程自动化控制，占地面积小，工艺设备集中。

二、MBR的类型及工艺设计

（1）MBR的类型

MBR按照结构可分为三类：膜分离生物反应器（MSBR）、膜曝气生物反应器（MABR）、萃取膜生物反应器（EMBR）。

分体式MBR反应器用于固体都分离与截留，生物反应器与膜单元相对独立，由泵与管线相连接。膜组件一般采用加压的方式，生物反应器内的混合液经泵增压后进入膜组件，在压力的作用下混合液的液体通过膜成为系统出水，固体、大分子物质等被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器中。操作压力和膜面流速是分体式MBR的两个重要参数，一般来说，宜选用低的操作压力和高的膜面流速以缓解膜污染。其运行稳定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更换及增设，但是由于泵提供的料液流速较高，为此动力消耗较高。

一体式MBR是将无外壳的膜组件直接浸没在曝气池中，微生物在曝气池中好氧降解有机污染物，水通过负压抽吸由膜表面进入膜组件引出反应器。这种反应器的特点是体积小，整体性强，工作压力小，无需水和泥的循环。此外，由于曝气形成的剪切和紊动使污泥固体较难积聚在膜表面，引出不易堵塞纤维中心孔，同时还可以借助曝气形成的剪切和紊动来控制膜表面固体的厚度。这种系统使用较为普遍。

（2）MBR的工艺设计

a、超滤膜及膜组件的选择，根据废水水质情况选取超滤膜的材料和型号，主要考虑其孔径、截留分子量、化学稳定性等。

根据废水水质情况选取膜组件式样：管式、平板式、卷式和中空纤维式。中空纤维式和管式较为常用。

b、虽然较高的污泥浓度能减少MBR的体积，延长污泥泥龄，有利于系统中硝化细菌的生长，但过高的MLSS对于MBR正常运行是不利的。一般处理低浓度污水宜控制较低的污泥浓度，以尽量提高膜通量；而处理高浓度污水宜控制较高的污泥浓度，以尽量增大有机物去除能力。大多数MBR的MLSS值在5-20g/L之间。

c、真空泵的选择，根据Qp选择泵的流量，根据运转压力选择泵的扬程。

d、水力停留时间T。

e、曝气池的容积V以及曝气池各部位尺寸。

f、曝气量Q待确定，根据进水水质状况确定曝气量。

g、污泥负荷Ns的核算，MBR工艺的污泥负荷应该比普通活性污泥法低。