摘要：新時代，環境保護理念逐漸深入人心，人們愈發重視污水處理和水資源循環利用。對工業廢水或生活污水進行處理和回用，不僅能夠緩解水資源短缺，而且能夠減少污水排放總量，降低環境污染。在環境工程污水處理行業，膜生物反應器（MBR）技術的應用范圍較廣，尤其是膜生物反應器組合工藝。該技術利用膜組件替代傳統的重力式沉淀池，使出水水質和容積負荷都得到大幅度提高。膜生物反應器技術憑借其技術優勢和實用效果，展現出較高的污水處理能力和應用價值，但也存在一些需要改進的地方。

關鍵詞：膜生物反應器技術；環境工程；污水處理

膜生物反應器是一種新的污水處理技術，它是膜分離技術和生物處理技術的組合，具有占地面積小、加工效率高、水質優良等優點。膜生物反應器既可用于市政污水處理，又可用于工業污水處理。

1膜生物反應器的優缺點

膜生物反應器最大的優點是膜的分離作用徹底解決了二沉池中污泥沉降性能影響出水水質的問題。另外，由于膜的分離作用解決了傳統活性污泥法的污泥濃度問題，膜分離單元增加了曝氣池中高活性污泥的濃度，大大提高了生物降解的速率，同時也降低了比負荷率，并減少了剩余污泥的產生量。正因膜分離單元替代了傳統活性污泥法的二沉池功能，既節省了基建費用，又使得各處理單元布局緊湊，大大節省了土地使用面積。另一方面，膜生物反應器易于實現自動化控制，操作、管理都較為方便。雖然膜生物反應器在國內外都取得了長足的發展，但在其研究和應用過程中仍有著一定的挑戰。其主要不足之處有：長期運行過程中膜污染及其控制、清洗方式等；系統成本、日常運行能耗與維護等費用過高。

2膜生物反應器技術類型

膜生物反應器技術利用厭氧生物處理法，分離出水和生物降解所產生的膠體與高分子物質，而微生物則留在污水處理池內。膜生物反應器是膜生物反應器技術的核心裝置，根據作用機理，可分為萃取膜生物反應器、無泡曝氣膜生物反應器和分離膜生物反應器。萃取膜生物反應器含有很多內裝纖維束的硅管，纖維束能夠將污水中的有毒物質傳輸到好氧生物相中，微生物再對這些有毒物質進行吸附降解；無泡曝氣膜生物反應器利用透氣性膜對生物反應器進行無泡供氧，這種方法能夠防止有機污染物的揮發并保證氧的充分利用；分離膜生物反應器的膜組件類似于傳統生物處理法的二沉池，這種膜生物處理系統具有較高的污染物截留率，同時能夠使濃縮液回流至生物反應池，保證生物反應器內微生物的濃度和污泥停留的時間，所以，該類裝置處理污水的效果較佳。隨著科學技術的不斷發展，膜生物反應器技術衍生出許多新型工藝。

2.1 動態內循環反應技術

動態內循環反應技術（DMBR）利用超濾膜作為動態膜，形成具有動態內部循環的反應器。超濾膜的孔徑較大，在進行污水過濾時，僅需要20min的時間，濾餅層即可過濾出污水中的TN、TP、COD及其他成分，過濾水中COD的殘留率低于4%，氨氮和TN的殘留率分別低于2%和48%，而且超濾膜的制造成本較低，經濟效益較高。污水處理的生物反應器采用內部循環的動態模式，與分離膜生物反應器相比，不僅優化了其內部結構的流動形式，而且可均勻混合液體，清潔效果更好。

2.2MBR的應用領域

（1 ）工業廢水處理與回用目前主要在某些工業廢水處理中得到了應用，今后需要對更多種類的工業廢水的進行處理研究。在工業廢水處理中，應注意組合工藝的開發和應用，如混凝—-MBR、活性炭+MBR、高效菌種+MBR等。由于工業廢水成份的復雜性，研究應更加傾向于膜污染控制技術。（2 ）飲用水源水凈化MBR用于微污染水的研究還較少，今后需要對微污染水源水凈化、地下水脫氮等進行更多的研究，并可結合相關技術進行聯用。

3膜生物反應器的發展歷程

乳化生物反應器是膜分離技術與生物反應器相結合的一種方法。它起源于1966 年的美國，開發了第一個用于處理外部膜反應器廢水的商業系統。胚胎生物反應器從1980 年到1995 年發展較快。在日本，膜反應器技術具有占地面積小、水質好、設備緊湊等優點。因此，日本分子生物學方案特別注重膜反應器的工藝，因為表層面積小，容易受到污染液體的影響。1985 年，日本建筑省(OAS)啟動了“循環水系統”方案，主要目的是開發高濃度甲烷等膜反應器，有效分析城市污水和工業廢水中的生物，生產甲烷生物反應器。在日本農業公司的熱情下，毛澤東在中開發了平板微縮膠卷組件。25m3/d、110m3/d的吞吐量是在1990 年和1992 年廣島井方法實驗中測量的。1996 年，永田在日本建造了60 多個鍋爐、污水、工業污水處理設施，總容量達5500m3/d。與此同時，在加拿大等國，本月底和1990 年代初開發的清潔水和工業廢水視網膜生物反應器取得了更快的進展。南非也發展了在可用于處理高密度工業廢物的企業中使用抗氧化劑的技術。

4膜生物反應器技術在污水處理中的應用

4.1 工業廢水處理

工業廢水的成分非常復雜，處理難度較高。若采用膜生物反應器技術，則應根據所要處理的工業廢水情況，合理選擇膜生物處理體系和膜，保證適應性，以免產生負面影響。例如，機械制造行業產生的廢水往往含有較多的金屬離子，因此應以去除或降低廢水中的金屬離子含量為主要目標，合理選擇膜生物反應器技術。在酸堿度不同的環境中，金屬離子所表現的形式不同，為確保工業廢水達到排放標準要求，人們需要全面分析，合理選擇膜生物反應器技術，以去除金屬離子。

4.2 醫院污水處理

采用膜生物反應器工藝處理天津某醫院廢水，處理能力為1000m3/d，水力停留時間為5h，出水COD可維持在50mg/L上下，平均去除率為80%；平均出水BOD約為5mg/L，平均去除率為92%；出水氨氮為4mg/L，其去除率大于80%。

4.3 飲用水源水凈化

采用膜生物反應器研究水的微污染程度較低，需要進一步研究微污染回收、地下水脫水等問題，并納入相關技術。

4.4 生活污水處理

家庭污水的處理要求較高，現階段，家庭污水一般通過膜生物反應器的無害化處理來降低毒性，再用于城市道路清掃、綠化、洗車等。但是，膜生物反應器配套設施費用較高，導致此項技術的推廣存在一定難度。

結束語

目前，膜生物反應器工藝已成功用于廢水處理中，但其投資、能耗及運行費用高等問題限制了其應用推廣。因此，人們還需從以下幾方面加強研究：一是加強膜制備技術的研發，開發低成本、高通量、高強度和抗污染的高性能膜。第二，進一步加強了膜污染研究和清洗力學，以制定更有效的膜預防、遏制、清洗和再生措施。三是進一步細化膜生物反應器的加工條件，改進生物反應器的加工，提高系統的穩定運行。是提高古人類發電機的經濟效益。隨著研究的增加，膜的生物反應處理將具有更廣泛的應用目標折疊。