高品質超濾膜生物反應器

A. 環境工程專業的這3個水處理經典工藝，你還傻傻分不清呢

在水處理界，MBR、MBBR和MABR這三位兄弟各有特色，讓很多人傻傻分不清。胖哥今天就來給大家科普一下這三位的由來、區別與應用。

老大MBR，全稱膜生物反應器，是一種將膜分離技術與活性污泥法相結合的水處理技術。MBR中，膜是超濾膜，專門用於截留活性污泥，同時實現泥水分離。它比傳統活性污泥法少了一個二沉池，使得出水更加干凈，且能保持較高污泥齡，有利於硝化反應。

老二MBBR，是投料式活性污泥法的一種，通過向反應器中投加懸浮載體，比如聚氨酯海綿填料和塑料填料，以改變系統內生物相，提高系統綜合凈化能力。MBBR與MBR的最大區別在於是否具備污泥迴流系統，但實際上，我們常用的是帶污泥迴流系統的MBBR，也就是IFAS，而純粹的MBBR不帶污泥迴流系統。

老三MABR，全稱曝氣膜生物膜反應器，是一種結合氣體分離膜技術和生物膜技術的污水處理技術。它採用半透膜材料製成的曝氣軟管進行曝氣，控制溶解氧含量在較低水平，利用空氣推流實現全池大比例內循環，稀釋進水濃度，提高系統抵抗外部沖擊的效果。MABR工藝中的生物膜在載體半透膜上形成，氧氣和底物分別從生物膜兩側向內傳遞，實現短程硝化反硝化過程，節約碳源，是水處理技術發展的未來趨勢。

總結來看，MBR、MBBR和MABR這三位兄弟各有千秋，MBR以其獨特的膜分離技術在污水凈化中發揮重要作用；MBBR通過載體的使用，提高系統凈化能力；而MABR則以創新的曝氣系統，實現高效、節能的短程硝化反硝化過程，是水處理技術發展的前沿。希望胖哥的科普能夠幫助大家更好地理解這三位兄弟，為環境保護貢獻一份力量。

B. MBR膜和DTRO的區別是什麼

膜生物反應器（MBR）與碟管式反滲透（DTRO）在污水處理領域扮演著關鍵角色，各自擁有獨特的特性與應用領域。MBR主要應用於活性污泥處理，通過微濾或超濾膜組件實現固體與液體的分離，孔徑通常在30～70nm，能夠有效去除水中的膠體、懸浮物與活性污泥，但無法過濾溶解態物質或小於孔徑的顆粒。MBR本質上是替代了傳統工藝中的二沉池功能，旨在提升凈化效率與減少處理成本。

相比之下，DTRO作為一種反滲透技術，其核心在於利用壓力驅動實現水與污染物的分離。在DTRO系統中，膜組件能夠高效去除包括鹽類、有機質在內的幾乎所有溶解態物質，顯著提升了水的純度與回收率。然而，這種分離過程必然伴隨濃縮液的產生，這部分濃縮液通常需要進一步處理，以確保最終排放或回用的水質達標。

MBR與DTRO的區別在於應用范圍與技術原理。MBR更側重於固體與液體的分離，適用於污水處理與生物處理過程，而DTRO則專長於去除水中的溶解態污染物，適用於工業廢水處理與純水制備。兩者的結合應用，能夠為復雜水質的處理提供更為全面與高效的解決方案。

C. 生物膜反應器的定義

膜生物反應器（MBR）與生物膜(biofilm)反應器是兩種不同的反應器。膜生物反應器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。而生物膜反應器是在反應器中添加各種填料以便微生物附著生長使在填料上形成了一層生物構成的類似於膜的結構，這樣的反應器才被稱為生物膜反應器。
生物膜法是污水生物處理主要技術之一，它與活性污泥法並列，既是古老的、又是發展中的污水生物處理技術。生物膜法是根據土壤自凈的原理發展起來的。
1893年，作為生物膜法的生物濾池在英國問世，並從此開始用於污水處理的實踐。 20世紀30年代，開始建造了許多生物膜法反應器，主要形式是生物濾池。與活性污泥法相比，雖然生物濾池生物量高、運行費用低，但其負荷較低，衛生條件差，處理構築物易堵塞。在40～50年代生物濾池有逐漸被活性污泥法取代的趨勢。
60年代，新型有機合成材料大量問世，生物濾池的填料由碎石、爐渣逐步改進為聚乙烯、聚苯乙烯製成的波紋板、蜂窩狀等有機人工合成填料，使其比表面積和孔隙率大大增加，生物膜法得到了新的發展。到了70年代，除了普通生物濾池外，生物轉盤、淹沒式生物濾池和生物流化床技術得到了更多的研究與應用。近年來，又涌現出大量新型的單一或復合式生物膜反應器，如微孔膜生物反應器、氣提式生物膜反應器、移動床生物膜反應器以及升流式厭氧污泥床——厭氧生物濾池等。
——胡亨魁編著. 水污染治理技術. 武漢市：武漢理工大學出版社, 2009.09.
生物膜反應器詳見網路：生物膜法
下面是膜生物反應器（MBR）
膜生物反應器（MBR）是通過膜強化生化反應的污水處理新技術。 CAS是一種應用最廣的廢水好氧生物處理技術。其基本流程如圖1所示，是由曝氣池、二次沉澱池、曝氣系統（含空氣或氧氣的加壓設備、管道系統和空氣擴散裝置）以及污泥迴流系統等組成。
曝氣池與二次沉澱池是活性污泥系統的基本處理構築物。由初次沉澱池流出的廢水與從二次沉澱池底部迴流的活性污泥同時進入曝氣池，其混合體稱為混合液。在曝氣的作用下，混合液得到足夠的溶解氧並使活性污泥和廢水充分接觸。廢水中的可溶性有機污染物為活性污泥所吸附並為存活在活性污泥上的微生物群體所分解，使廢水得到凈化。在二次沉澱池內，活性污泥與已被凈化的廢水（稱為處理水）分離，處理水排放，活性污泥在污泥區內進行濃縮，並以較高的濃度迴流曝氣池。由於活性污泥不斷地增長，部分污泥作為剩餘污泥從系統中排出，也可以送往初次沉澱池。

圖1 活性污泥法基本流程
3 MBR法 1 MBR及其分類 MBR是指將超、微濾膜分離技術與污水處理中的生物反應器相結合而成的一種新的污水處理裝置。這種反應器綜合了膜處理技術和生物處理技術帶來的優點。超、微濾膜組件作為泥水分離單元，可以完全取代二次沉澱池。超、微濾膜截留活性污泥混合液中微生物絮體和較大分子有機物，使之停留在反應器內，使反應器內獲得高生物濃度，並延長有機固體停留時間，極大地提高了微生物對有機物的氧化率。同時，經超、微濾膜處理後，出水質量高，可以直接用於非飲用水回用。系統幾乎不排剩餘污泥，且具有較高的抗沖擊能力。特別是1989年Yamamoto將中空纖維膜應用於活性污泥處理中，使工藝運行成本大大降低，實際應用前景廣闊。因此，MBR是當今倍受國內外專家學者重視的一項高新水處理技術。 出水水質好 由於採用膜分離技術，不必設立、過濾等其它固液分離設備。高效的固液分離將廢水中有懸浮物質、膠體物質、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開，不需經三級處理即直接可回用，具有較高的水質安全性。 佔地面積小 膜生物反應器生物處理單元內微生物維持高濃度，使容積負荷大大提高，膜分離的高效性使處理單元水力停留時間大大縮短，佔地面積減少。同時膜生物反應器由於採用了膜組件，不需要沉澱池和專門的過濾車間，系統佔地僅為傳統方法的60% 節省運行成本 由於MBR高效的氧利用效率，和獨特的間歇性運行方式，大大減少了曝氣設備的運行時間和用電量，節省電耗。同時由於膜可濾除細菌、病毒等有害物質，可顯著節省加葯消毒所帶來的長期運行費用，膜生物反應器工藝不需加入絮凝劑，減少運行成本。
膜生物反應器（MBR）工藝是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，省掉二沉池。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。因此，膜生物反應器（MBR）工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能。與傳統的生物處理方法相比，是目前最有前途的廢水處理新技術之一。
從整體構造上來看，MBR是由膜組件和生物反應器兩部分組成。根據這兩部分操作單元自身的多樣性，膜生物反應器也必然有多種類型。
分置式MBR是指膜組件與生物反應器分開設置，浸沒式MBR是指膜組件安置在生物反應器內部。2種反應器的流程如圖2所示。
2 MBR所用濾膜及膜組件 在MBR工藝中，超、微濾膜分離的對象是活性污泥混合液。活性污泥混合液主要包括活性污泥和被處理的污水，而活性污泥是由各種膠體、絮狀物和微生物（絕大部分是各種細菌）組成。膜組件長期過濾活性污泥混合液時，污染物不斷地在膜表面沉積，細菌不斷地向膜內部繁殖，使其生成的代謝產物在膜孔中沉澱，進而引起膜孔堵塞，使膜的通量下降，膜壽命縮短，工藝運行費用增加。
一般而言，決定膜過濾效果的主要因素是膜的孔徑及孔隙率，而選擇什麼樣的膜材料並不是關鍵。但是在MBR工藝中膜材料種類卻強烈地影響其耐污染性，所要解決膜污染問題的最主要的途徑是找到耐污染的膜材料或者是對膜進行改性。
從近期國內外MBR研究情況來看（文獻的抽取有隨機性），濾膜大都為較小孔徑的微濾膜，或較大截留分子量的超濾膜，孔徑范圍為0.1～0.5μm；材質主要是疏水性的聚烯烴、聚偏氟乙烯和親水性的聚碸、纖維素等，還有一些無機膜。疏水性的聚烯烴、聚偏氟乙烯一般做成中空纖維式膜組件，而親水性的聚碸、纖維素膜一般做成平板式膜組件。研究表明，膜材料的疏水性易造成膜污染，因此在制膜過程（如PVDF）中會添加一些親水有機物，如PEG和殼聚糖等。

D. 膜生物反應器一般cod污泥負荷是多大

膜生物反應器的材料分為有機膜和無機膜兩種。膜生物反應器曾遍採用有機膜內，常用的膜容材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式膜生物反應器通常採用超濾膜組件，截留分子量一般在2—30萬。膜生物反應器截留分子量越大，初始膜通量越大，但長期運行膜通量未必越大。膜-生物反應器（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統。以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施佔地面積，並通過保持低污泥負荷減少剩餘污泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器系統內活性污泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥齡(SRT)可延長至30天以上。
膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現對污水深度凈化，同時硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

E. MBR膜生物反應器是怎樣的工作原理

MBR膜原理
MBR以膜組件單元是將膜的高效分離技術與生物降解作用相結合回而成的一種新型高答效的污水處理與回用工藝。取代二沉池，所有懸浮物和膠體都被膜分離截留，膜分離作用增加了曝氣池中活性污泥的濃度、提高了生物降解的速率，減少了剩餘污泥的排放量。
出水水質：優於國家污水排放一級A標准，可用於綠化澆灌、洗車、馬路降塵和沖洗、沖廁、消防、景觀補充水等非飲用水場所。