膜生物反应器运行比较
MBR膜生物反应器
MBR膜生物反应器一、MBR技术简介膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。
以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。
主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。
膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。
膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。
1.MBR 的技术原理MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。
由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的FöM , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。
2. MBR 工艺中膜选择的技术要点MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。
由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。
应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。
目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。
另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。
膜生物反应器的运行和膜污染特征
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膜生物反应器(MBR)介绍
膜生物反应器（MBR）介绍一、MBR技术简介膜生物反应器（MBR）是将传统的生物反应器和微孔膜技术结合而成的一种新型的污水处理技术，其以微孔膜这种精密的分离膜为核心，同时利用生物膜反应技术（MBR）进行处理。
MBR技术的特点是系统用膜代替了传统的澄清池，其效果显著，具有高水质、稳定性好、操作维护简单等特点，在市政府和工业废水处理中得到广泛的应用。
二、MBR技术工艺流程MBR技术的处理过程分为生物反应池、膜分离系统、超滤泵等组成部分，其处理流程基本如下：1、进水：污水通过污水泵送入MBR系统中。
2、生物反应池：利用生物学的原理，将水中的有机物质和氮磷等污染物质进行生物降解处理，转变为水体中的微生物和矿化物等。
这一过程需要在适宜的氧气含量和温度条件下进行，以便较好的实现污水的脱氮、脱磷和去除COD等作用。
3、膜分离系统：MBR系统的核心部分是孔径微小的微孔膜，这种膜可以分离出生物反应池中水中的颗粒物、微生物、病毒等杂质物，以保证水质过滤要求。
根据实际的处理工艺和出水质量要求，膜分离系统的膜孔径一般控制在0.1~0.5μm之间。
除了控制孔径外，还要根据实际技术要求和生产过程控制反洗周期、膜污染预警和自动清洗等工艺参数，以确保膜的分离效能和长期稳定性。
4、超滤泵：清水经过膜过滤后，外层的膜表面会沉积一定量的污垢，这些污垢需要定期进行反冲和清洗，以保证系统的正常运行和长期的使用寿命。
超滤泵则是用于维持膜的正常工作状态，清洗和预警报警等维护工作。
三、MBR技术应用场景1、市政污水处理MBR技术在市政污水处理中有着广泛的应用，其处理效果稳定、出水水质高、占地面积小等优势特点受到了市政府的青睐。
目前国内外的城市污水处理厂中，MBR工艺已经成为一种比较成熟和高效的处理技术。
2、工业废水处理MBR技术在工业领域中也有着很广泛的应用，其处理效果稳定，能够防止难降解或难分解的污染物通过生物反应器直接进入自然环境中，减少污染对环境的影响。
膜生物反应器(MBR)介绍
膜生物反应器（MBR）介绍膜生物反应器（MBR）是一种先进的污水处理技术，它采用了生物膜技术和微孔膜技术相结合，可以高效地去除水中的污染物和细菌，使废水达到国家排放标准，同时还可以实现水资源的循环利用。
一、膜生物反应器的工作原理膜生物反应器的工作原理分为生物反应和膜过滤两个主要过程。
生物反应阶段是将废水中的有机物降解为可被微生物吸收的低分子化合物，同时释放出能量和二氧化碳。
而膜过滤阶段则是利用微孔膜的过滤作用，将生物反应池中的生物团和细菌截留在膜外，把清洁的水从膜孔中压出，最终得到达标的排放水。
二、膜生物反应器的优点1. 净水效果好。
MBR工艺对水中的悬浮物、生物细胞、病菌等有良好的截留和杀灭效果，可以有效提高出水水质。
2. 占地面积小。
相比传统生物脱氮、脱磷工艺，MBR工艺使用的生物反应池体积更小，系统更紧凑，因此占地面积更小。
3. 运行成本低。
MBR工艺可以避免传统工艺中用于搅拌、沉降、澄清等工序所需要的设备和能源消耗和维护费用。
此外，膜组件使用寿命长，可加快工艺流程，降低进出水波动对系统负荷产生的影响，从而减少了后处理设备的需求。
4. 可实现零废水排放。
通过再利用MBR反应池内的生物菌群、生物膜和微孔膜的功能，废水可以完全达到生态恢复和循环利用的标准。
三、膜生物反应器的应用领域MBR工艺已被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、恶臭气体治理、海水淡化等领域。
城市污水处理中，MBR工艺利用膜过滤技术对废水进行处理，可用于公共卫生、景观池和生态用水等方面。
在工业废水处理中，MBR工艺可以对各种工业生产废水和污染地下水进行处理和回收利用。
在海水淡化中，MBR工艺是一种可靠的技术手段，可以将海水转化为可饮用的淡水。
总的来说，MBR工艺具有净水效果好、占地面积小、运行成本低和可实现零废水排放等优点，在废水处理和资源再利用方面具有广阔的应用前景和重要意义。
运行工况对膜生物反应器内污泥特性的影响
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MBR-膜生物反应器的优缺点
MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
具有以下主要优点：出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。
剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。
占地面积小，不受设置场合限制生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。
可去除氨氮及难降解有机物由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。
同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。
操作管理方便，易于实现自动控制该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
易于从传统工艺进行改造该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。
膜--生物反应器也存在一些不足。
主要表现以下几个方面：（1）膜造价高，使膜--生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；（2）膜污染容易出现，给操作管理带来不便；（3）能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力；其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度；还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。
膜生物反应器存在的问题
膜生物反应器存在的问题膜生物反应器是一种高效的生物技术处理工艺，其优点包括可以减少传统厌氧处理过程中的污泥量和占地面积，同时能够提升处理效率和降低处理成本等。
然而，膜生物反应器也存在着一些问题和挑战，需要我们注意和解决。
以下是膜生物反应器存在的主要问题：1. 膜污染膜污染是膜生物反应器最为普遍的问题，这是由于膜组件表面的生物膜和胶体等颗粒物质在长期使用过程中对膜的渗透性和通透性产生影响，并且会降低反应器的效率和寿命。
因此，我们需要进行定期清洁和维护，以保持膜组件的正常运行。
2. 通气不足通气不足也是膜生物反应器面临的一大问题。
在反应器运行期间，氧气的不足会导致微生物代谢的不足、污染负荷的堆积等问题。
为了解决这一问题，我们需要采用适当的通气设备，以提供充足的氧气，并且定期检查和维护设备，以确保通气设备的正常运行。
3. 温度过高温度过高也是膜生物反应器存在的问题之一。
当反应器内部温度过高时，会导致微生物代谢的不稳定，降低反应器的效率和寿命。
为了解决这一问题，我们需要在反应器内部安装适当的冷却设备，及时控制反应器内部温度，以保证微生物的稳定生长与代谢。
4. 反应器气味膜生物反应器存在着较大的污染风险，而气味是其中最为突出的问题之一。
反应器排放的恶臭气味会对周边环境和人体产生严重影响。
为了解决这一问题，我们需要采用特殊的气味去除器和化学剂，并且在反应器周围进行密封和隔离等措施。
5. 维护困难由于膜生物反应器需要定期清洁、维护和更换膜组件等，因此维护困难也是一个需要解决的问题。
为了降低维护成本和风险，我们需要采用更加耐用和易于清洁的膜组件，并且设计反应器结构简单、易于维护和操作等。
总的来说，膜生物反应器存在着一些问题和挑战，需要我们持续关注和改进，实现环保和经济双赢的目标。
mbr膜生物反应器的工作原理
mbr膜生物反应器的工作原理MBR膜生物反应器是一种将膜技术与生物反应器相结合的新型水处理设备，具有高效、节能、稳定等优点。
其工作原理是通过生物反应器与膜分离技术相结合，实现废水的高效处理和固液分离。
MBR膜生物反应器的工作原理可以简单分为两个步骤：生物反应和膜分离。
首先是生物反应步骤。
废水进入生物反应器，其中含有大量的有机物和氨氮等污染物。
在生物反应器内，通过添加特定的微生物菌群，利用这些微生物的代谢能力，将有机物和氨氮等污染物降解为较低的水平。
这个过程中，微生物菌群通过吸附、生物降解等作用，将废水中的污染物转化为生物体和气体等物质。
接下来是膜分离步骤。
在生物反应器中，通过一种特殊的膜分离技术，将废水和微生物菌群分离开来。
这个膜通常是一种微孔膜，其孔径非常小，可以有效阻止微生物菌群的通过，同时允许水分子和溶解在水中的溶质通过。
这样，废水中的微生物菌群被截留在生物反应器的一侧，而经过膜的水则进入下一个处理阶段。
通过这样的生物反应和膜分离步骤，MBR膜生物反应器可以实现废水的高效处理和固液分离。
它能够有效去除废水中的有机物、氨氮、悬浮物和微生物等污染物，使废水达到排放标准。
与传统的活性污泥法相比，MBR膜生物反应器具有更高的处理效率和更好的稳定性，可以适应不同水质和处理规模的需求。
MBR膜生物反应器还具有一些其他优点。
首先，由于膜的存在，反应器内的微生物菌群可以有效保持稳定，不易被冲刷或剥离，从而增加了系统的稳定性。
其次，MBR膜生物反应器的处理效果稳定，出水水质优良，可以用于对水质要求较高的场所，如饮用水厂和医药工业等。
另外，MBR膜生物反应器还具有较小的占地面积和灵活的运行方式，可以根据实际需要进行模块化设计和布置。
MBR膜生物反应器通过生物反应和膜分离两个步骤，实现废水的高效处理和固液分离。
它具有高处理效率、稳定性好、出水水质优良等优点，是一种应用广泛的水处理设备。
随着膜材料和膜分离技术的不断发展，MBR膜生物反应器在水处理领域的应用前景将更加广阔。
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膜生物反应器的运行比较
摘要：介绍了膜生物反应器的特点，并对外置式和浸没式mbr 的工艺及运行进行具体分析比较，指出降低能耗的方向。
关键词：膜生物反应器好氧曝气错流运行膜通量动力能耗中图分类号：文献标识码：a
1 前言
水资源短缺和水环境污染造成的水危机一直是制约我国经济和社会发展的重要因素。
尽管近年来，国家和政府加大了对环境项目的投资及建设力度，并出台及改进相应政策法规，使在部分地区取得一定环境治理成效，但总体上我国水环境污染仍然呈日趋严重。
水环境质量的恶化与经济的高速发展，迫切需要适合时代发展的污水资源化技术，以缓解水资源短缺问题。
因此，各种新型、改良型的高效废水处理工艺及技术应运而生，膜生物反应器（membrane bioreactor，简称mbr）便为其中之一。
膜生物反应器是指将膜分离技术中的超滤或微滤组件与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新型废水处理系统。
它利用膜处理单元代替了传统生物处理工艺中的二沉池。
由于膜生物反应器将htr与泥龄分开，故可在低htr和长泥龄运行，解决了活性污泥法中污泥流失问题和细菌膨胀、污泥产气问题，增加含氮化合物与难降解有机物质的去除率；高污泥浓度和完全的固体截留使其可在低有机负荷运作，且污泥产量降至活性污泥法的一半。
该工艺与传
统废水生物处理工艺相比，具以下优势：出水水质好，有机物、悬浮物、细菌等有毒物质均被滤除，出水可直接回用，可满足日益苛严的废水处理排放标准和对废水循环利用需求的剧增；活性污泥浓度高，耐负荷冲击能力强，适用于难降解有机废水；设备占地小、剩余污泥产量低和便于自动控制。
尽管膜组件价格偏高，会产生膜污染是膜生物反应器的主要缺点，却并不妨碍其成为当前最有前途的废水处理新技术之一。
该技术在中国研究发展也有十来年了，现已经在含油及难生物降解有机废水处理领域得到越来越多的工程应用，并取得不错效果。
膜生物反应器按其膜组件与生物反应池的相对位置不同可分为浸没式和外置式两种。
笔者在冶金行业含油废水处理工程实际工作中对两种mbr都有设计及应用，现结合实例对两者运行进行分析比较。
2 外置式mbr与浸没式mbr的工艺比较
外置式mbr系统由生物反应池、循环泵、膜组件构成。
生物反应池可以为好氧曝气池，也可以为厌氧或兼氧池。
目前用于生产规模的mbr多采用活性污泥法。
本人所做工程选用的是好氧曝气池，并在池中装有填料（根据国内相关研究表明，此举可以提高系统的抗冲击负荷能力，减小膜污染，保证较高膜通量）。
废水先在生物反应池通过曝气充氧，使废水中的有机物、溶解氧与微生物充分接触混合，经微生物自身新陈代谢过程将有机物降解转化，然后生物反应池的混合液通过循环泵加压进入微滤膜组件，在压力作用下，
粒径大于膜孔径的活性污泥、大分子物质等被截留送回至生物反应池，膜渗透液则作为系统处理出水排出。
外置式mbr工艺流程示意如下：
图1 外置式mbr
浸没式mbr系统由生物反应池、膜池、膜组件、抽吸泵构成。
生物反应池也采用好氧曝气池，利用微生物降解废水有机物后，出水进入放置有膜组件的膜池中，再经抽吸泵将滤液排出。
工艺流程示意图如下：
图2 浸没式mbr
两者的工艺原理基本相同，但外置式mbr通过循环泵加压来实现料液的循环错流运行，其膜面流速高，而浸没式mbr则是利用曝气时气液向上的剪切力来实现膜面的错流运行的，故浸没式mbr的相对膜通量小于外置式。
因运行方式不同，两者选用膜组件形式和材质有所不同，外置式一般采用平板和管式膜，浸没式一般采用平板和中空纤维膜，膜清洗方式也各有差异。
某工程需处理含油废水量为15m3/h，分别设计采用外置式和浸没式mbr系统，在相同生物处理条件下，两者膜装置的配置及工艺参数如下：
表1 外置式mbr系统工艺配置
项目参数配置
膜形式及材质无机陶瓷管式膜，
膜组件选型ti37036-29-1200，膜孔径0.2um
设计运行膜通量 120~150l/m2.h
膜组件数 8个
跨膜压差 400kpa
设计膜单元数4套
总膜面积 116m2
循环泵选型4台，q=150m3/h，h=30m
运行方式连续过滤
膜清洗方式在线化学清洗（碱洗+酸洗+漂洗），1次/1月膜清洗装置10m3清洗槽，无清洗泵
表2 浸没式mbr系统工艺配置
项目参数配置
膜形式及材质pvdf中空纤维膜
膜组件选型spmw-09b10，膜孔径0.1um
设计运行膜通量 0.45~0.5l/m.d
膜组件数 80个
设计膜单元数4套
跨膜压差 20~50kpa
总膜面积 800m2
抽吸泵选型2台（备用1台），q=17m3/h，h=16m
鼓风机选型2台（备用1台），q=5nm3/min，60kpa
运行方式间断（抽吸9分钟，停抽1分钟），连续曝气
膜清洗方式在线化学清洗（碱洗+酸洗），1次/2周；
离线浸泡清洗（碱洗或酸洗），1次/6个月
膜清洗装置（在线）1m3清洗槽，加药泵1m3/h-10m
（离线）6m3清洗槽
3 外置式mbr与浸没式mbr运行费用比较
在工业废水处理中，运行费用是衡量该处理工艺是否合理有效的一项非常主要的指标，体现节能减排的真实意义。
mbr的运行费用主要来自水泵、曝气系统动力能耗费用及膜清洗药剂消耗、膜更换费用。
以下是两者的运行费用比较：
表3 运行费用比较
项目外置式mbr 浸没式mbr
动力能耗 74kw.h 18kw.h
药剂消耗量naoh：1.68kg/d
naclo：0.168kg/d
hno3：3.36kg/h naoh：0.288kg/d
naclo：0.34kg/d
柠檬酸：1.2kg/d
膜使用寿命 10年8年
电费1598元388元
药剂费8.4元/d 6.85元/d
膜更换费用5800元/年40000元/年
年运行总费用58.42万元18.2万元
吨水运行费用4．23元/h.m3 1.4元/h.m3
从表3可以看出，外置式mbr系统的运行费用要远高于浸没式系统，其主导因素表现在动力能耗上。
外置式mbr系统需要由外在循环泵获得高流速和高压的错流循环工作方式决定了其无法达到
浸没式系统的低能耗。
4 结语
尽管浸没式mbr系统因其低能耗而得到广泛应用，但是在系统的运行稳定可靠性、操作管理和膜管清洗更换方便性上，外置式mbr 占有更大优势。
采用何种mbr运行方式应根据工程具体情况和工艺需要进行选择。
膜生物反应器的运行能耗费用与系统规模、工艺流程设计、选择膜形式、膜通量、膜污染状况、污泥浓度、清洗方式等均有关系，要想降低能耗，还在于设备选型合理和流程设计优化。