(完整版)MBR膜生物反应器系统相关公式及设计参数

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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。

MBR设计（全面）

MBR设计（全面）膜生物反应器处理系统设计1.基本组成1. 处理系统应由膜组件、生物反应池、供气系统、控制系统、进出水管路、在线清洗系统等组成。

2.工艺参数2.1反应器的容积可按污泥负荷或容积负荷计算确定。

2.2反应器装置内必须保证一定的活性污泥浓度和水力停留时间。

平均停留时间应根据原水水质和处理要求设定确定。

生物反应池的容积设计可参照活性污泥法，结合反应器的污泥负荷或容积负荷参数计算。

池容按污泥负荷计算时可采用下列公式：V=24L j Q/1000F w N w池容积按容积负荷计算时可采用下列公式：V=24L j Q/1000F V式中 V——反应器的有效容积（m3）Lj——反应器进水的BOD（mg/L）Q——反应器设计处理水流量（m3/h）Fw——反应器的BOD污泥负荷（kg/kg·d）Nw——反应器内污泥平均浓度MLSS（g/L）举例：某住宅小区日排生活污水100m3/d,污水经化粪池后其水质为COD400mg/L、BOD250mg/L、SS100mg/L。

处理后出水用于冲厕和绿化，要求达到生活杂用水水质标准（BOD<10mg/L）.试计算处理池的容积。

按容积负荷计算：取Fv=0.5B.生活污水的处理（表4，表5）反应器处理生活污水的典型工艺流程如下：污水格栅调节池膜生物反应器清水池（消毒）达标排放或回用2.4反应器的供气量必须满足按活性污泥法的需要量，并同时满足膜表面清洗所需空气量。

具体数据参照东丽浸没式平板膜组件技术说明2.5当对出水的氨氮或总氮有严格限制时，反应器应具备脱氮功能。

可采用间歇曝气工艺或设置脱氮区。

2.6当对出水的除嗅或脱色有严格要求时，后处理装置应具有除嗅或脱色功能。

可采用活性炭或化学氧化处理工艺。

3.系统调试膜处理装置在正式运行前必须进行系统高调试。

调试可按下列步聚进行：3.1系统空车调试。

先检查各种设备的安装是否符合设计要求，特别是曝气池中的膜组件安装是否符合设计要求以及曝气管是否在同一高程上，其误差不得超过设计规定值。

膜生物反应器技术说明

膜生物反应器技术说明一、主要技术参数·污水性质：生活污水·污水水量：设计水量为240 t/d（10 m3/h）·进水水质（BOD5）：100～250mg/L（COD）：200～500mg/L（SS）：100～400mg/LPH：6～9NH3-H：30～60·出水水质（BOD5）：≤20mg/L（COD）：≤100mg/L（SS）：≤70mg/LPH：≤6～9NH3-H：≤15·电机总功率：P=8.05kw·进水管直径：DN50·出水管直径：DN40·排水管直径：DN50·工作制：24小时/天连续运行或间歇运行二、工作原理膜生物反应器（简称MBR）是将膜分离技术与生物处理技术直接相接合而形成的一种新的水处理技术，利用膜的选择透过性，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器内，这使得膜生物反应器内的生物浓度极高，理论上泥龄可以无限延长，极有效地去除氨氮及大分了有机物，使出水的有机物含量降至最低，出水清澈透明，无悬浮物，可以直接作为生活杂用水进行回用。

根据布置形式的不同，一般分为分置式MBR及浸没式MBR（又称一体式），其工艺流程如下：三、总体结构及组成膜生物反应器一般由池体、膜组件、曝气系统、出水系统及电控系统等组成，其总体结构如下图所示：1、池体池体一般由钢板及型钢焊接而成，其上有进、出水管道及排空管道。

2、膜组件膜组件是MBR的核心部件，主要由中空纤维膜与ABS管道组成，由专业厂商提供，不同的污水，膜组件的参数也不相同，膜组件主要起超滤作用，将污水中的微生物、大分子有机物及悬浮物等截留于MBR内，使污水得到净化。

3、曝气系统曝气系统主要由鼓风机（及其附件）、曝气管道等组成，管道上设有调节阀可以调整膜组件的曝气强度，以减轻膜污染。

4、出水系统主要由泵、阀门、管道、流量计等组成，泵的流量与抽吸压力与膜组件相配，流量可以通过流量计直接显示。

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）是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的一门新兴技术，也称作膜分离活性污泥法。

最早出现在20 世纪70 年代，目前在世界范围内得到广泛应用。

膜生物反应器（MBR）用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。

一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，达到很高的水平，使降解污染物的生化反应进行的更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。

MBR 技术有以下特点和优势：⑴膜材质为PVDF,自身抗污染能力强，不易被污染物粘附，易清洗，适于污水处理。

⑵空隙率高、通量大，远高于其它材质的同类产品。

⑶膜材质化学性能稳定，抗氧化能力强，可以用酸、碱、氧化剂清洗，清洗后通量可完全恢复。

⑷膜寿命长达3-5 年。

⑸出水水质好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用。

⑹由于膜的高效截流作用，微生物完全截留在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。

⑺反应器内的微生物浓度高达8000-12000mg/L，生化效率高，耐冲击负荷强。

⑻污泥泥龄（SRT）长，有利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高。

⑼反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行，剩余污泥排放量少。

⑽膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。

⑾系统自动化程度高，采用PLC 控制，可实现全程自动化控制。

⑿模块化设计，结构紧凑，占地面积小，运行费用低廉。

膜生物反应器（MBR）的类型根据膜的使用方法不同分为内置式和外置式两种。

内置式是将膜直接浸渍于生化反应池中，直接从膜元件中抽取净水，而外置式则是用泵将生物反应池的泥水混合物通过膜组件进行错流过滤循环，得到洁净3的透过水。

内置式膜生物反应器由于操作压力低，膜的通量相对较小，膜面积的使用量较大，而外置式膜生物反应器由于是在泵的压力下大流量循环错流过滤，膜的通量较大，使用的膜面积较小，但动力消耗较大。

膜生物反应器

一、工作原理膜生物反应器（简称MBR）是将膜分离技术与生物处理技术直接相接合而形成的一种新的水处理技术，利用膜的选择透过性，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器内，这使得膜生物反应器内的生物浓度极高，理论上泥龄可以无限延长，极有效地去除氨氮及大分了有机物，使出水的有机物含量降至最低，出水清澈透明，无悬浮物，可以直接作为生活杂用水进行回用。

根据布置形式的不同，一般分为分置式MBR及浸没式MBR（又称一体式），其工艺流程如下：二、总体结构及组成膜生物反应器一般由池体、膜组件、曝气系统、出水系统及电控系统等组成，其总体结构如下图所示：1、池体池体一般由钢板及型钢焊接而成，其上有进、出水管道及排空管道。

3、曝气系统曝气系统主要由鼓风机（及其附件）、曝气管道等组成，管道上设有调节阀可以调整膜组件的曝气强度，以减轻膜污染。

4、出水系统主要由泵、阀门、管道、流量计等组成，泵的流量与抽吸压力与膜组件相配，流量可以通过流量计直接显示。

5、电控系统电控系统由PLC与电气元件等组成，其作用主要是控制MBR的自动运行及故障报警、显示等。

三、供货分散程度：一般在厂内组装完毕后整体供货，膜组件单独包装，安装结束时放置；当处理量超过15t/h小时，池体需现场制作，其余件在厂内加工完毕后现场安装。

四、安装前的准备1、检查其础是否与设备基础相符；2、检查管道方位是否与设计相符；3、对运输中的损伤、变形等应进行修复；4、资料（说明书、图纸等）是否齐全。

五、设备的安装整体供货时，将设备起吊就位，置于设备基础上，调正、调平，注意管道方位应与设计方位一致，设备水平度允差小于1/1000，然后将进、出水管道、排空管道与用户预留管道相接（注意不可接错），最后将膜组件放入池体内固定；分体式供货时，等池体制作完成就位后，将各管道与用户预留管道相接，最后将膜组件放入池体内固定，将其上管道法兰联接。

MBR原理及设计参数资料

膜组件置于生物反应器内部，进水进入膜 - 生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在负压作用下由膜过滤出水。
形式上也属于一体式膜 - 生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜 - 生物反应器，改变了反应器的某些性状。
第一章.MBR工艺简介
第一章.MBR工艺简介
1.1 MBR含义及其工作原理
定义
MBR为膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）的简称,是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度提高，通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量，并减少污水处理设施占地面积。
无机膜
材质：金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等
优点（陶瓷膜为例）：耐酸、抗压、抗温，其通量高、能耗相对较低不足：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难
第二章.MBR工艺用膜、膜组件
2.1 MBR用膜介绍
陶瓷膜主要是A12O3， Zr02，Ti02和Si02等无机材料制备的多孔膜，其孔径为 0.1－50μm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂:机械强度大，可反向冲洗:抗微生物能力强:耐高温:孔径分布窄，分离效率高等特点。陶瓷膜与同类的有机高分子膜相比具有许多优点：它坚硬、承受力强、耐用、不易阻寨，对具有化学侵害性液体和高温清洁液有更强的抵抗能力，其主要缺点就是价格昂贵目，制造过程复杂。
膜横断面放大照片
国内外生产厂家膜制作材料
制造商组件构型材料孔径 μm 天津膜天膜工程公司浙大凯华膜技术有限公司国内中科院上海应用物理研究所海南立升净水科技公司南京工业大学 GE Zenon 日本 Kubota(久保田) 日本 Mitsubishi Rayon(三菱) 国外日本 Toray(东丽) 日本 Asahi Kusei(旭化成) Siemens Memcor(西门子) 荷兰 Norit(X-Flow)(诺瑞特) 中空纤维中空纤维平板中空纤维管式中空纤维平板中空纤维平板中空纤维中空纤维管式浸没式浸没式浸没式浸没式加压外置式浸没式浸没式浸没式浸没式浸没式浸没式气升外置式 PVDF PP PVC/PVDF 无机 PVDF CPE PE/PVDF PVDF PVDF PVDF PVDF 0.2 0.1~0.2 0.01 0.2 0.04 0.4 0.4 0.08 0.1 0.04 150000Da 通量 Lm-2h-1 10 – 15 5 – 10 10 – 20 5-10/10-15 40 – 80 15 – 30 15 – 30 10-15/15-30 15 – 30 15 – 30 15 – 30 30 – 60

MBR浸没式膜-生物反应器(MBR) 系列产品设计指导手册

中天环境上善治水MBR浸没式膜-生物反应器（MBR）系列产品设计指导手册唐山中天世纪环保科技有限公司-技术中心MBR浸没式膜-生物反应器（MBR）系列产品设计指导手册第一节膜-生物反应器（SMBR）技术介绍第二节聚丙烯（PP）中空纤维膜第三节 SMBR系列膜组件第四节 SMBR系统设计第五节 SMBR膜片的运行和清洗第一节膜-生物反应器（MBR）技术介绍膜-生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)技术,是一种新型高效的污水处理工艺，它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池，大大提高了系统固液分离的能力。

MBR技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。

它利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。

因此，活性污泥浓度可以大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应和降解。

因此，膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能。

膜-生物反应器在优化生化作用的优越性：1 对污染物的去除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物；2 膜生物反应器实现了反应器污泥龄SRT和水力停留时间HRT的彻底分离，设计、操作大大简化；3 膜的机械截流作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，且MBR工艺略去了二沉池，大大减少占地面积；4 由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低；5 由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。

如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解；6 MBR曝气池的活性污泥不因产水而损失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点；7 较大的水力循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面积。

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MBR膜生物反应器系统相关公式及设计参数
1膜生物反应器常规配套工艺
1.1 针对生活污水推荐典型工艺
1.1.1 以平板膜为核心膜组件
平板膜-膜生物反应器为核心工艺，其对预处理要求相对简单，前端设置2-3mm机械格栅对原水进行预过滤，基本能满足工艺要求。

1.1.2 以中空纤维膜组件为核心膜组件
中空纤维膜-膜生物反应器相对平板膜-膜生物反应器工艺，对预处理的要求更为严格，经过初过滤后还需要设置一道1mm的精过滤，从而确保毛发类物质不对中空膜造成缠绕，导致膜污染。

注意：对满足更为严格的出水标准，对A+MBR工艺进行不同工艺组合工艺再此不做分享。

分享一组合工艺流程供大家参考。

1.2 针对工艺废水以去除有机物为主推荐典型工艺
注：如MBR系统内设置平板膜组件，则工艺路线上细格栅部分可取消。

1.3 针对工艺废水以去除氨氮为主推荐典型工艺
2膜生物反应器系统生物系统设计参数
2.1 缺氧池容积
设计原则：氮容积负荷0.2kg-N/(m3.d)以下
流入缺氧池的含氮量：Q1*C(氨氮)
容积：Q1*C(氨氮)/0.2 以上
2.2 硝化池容积
设计原则：氮容积负荷0.25kg-N/(m3.d)以下流入缺氧池的含氮量：Q1*C(氨氮)
容积：Q1*C(氨氮)/0.25 以上
注：硝化池容积考虑膜组件设置后的容积。

3膜生物反应器膜系统设计
3.1 MBR产水系统设计方案
3.2 中空纤维膜辅助系统设计3.2.1MBR反洗气洗系统
3.2.2 MBR反洗加药
3.2.3 MBR CEB系统
结合有机物污染通过碱洗效果明显、盐结垢通过酸洗效果明显的原理，将化学加强反洗程序引入到MBR膜的运行过程中。

通过类似于低强度的化学清洗的操作，将MBR膜的污染消除在刚形成的阶段，阻止膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。

3.3 平板膜辅助系统设计
3.3.1 重力式加药系统
3.3.2 自动加药系统
4膜生物反应器膜曝气系统设计
4.1 以生物需要量计算空气量
①去除对象含氮量
剩余汚泥中的含氮浓度设为6%、剩余汚泥的发生量设为流入BOD的45%(为实际试验结果)。

所以、去除对象含氮浓度NR为
NR=50(进水总氮)-200×0.45×0.06(剩余污泥含氮量)=44.6mg/L
去除对象含氮浓度NR设为被全量硝化、循环液(返送)量设为400%、则脱氮池中的去除氮量为、
NR×(4/5) (80%的总氮去除率)
②BOD氧化所需要的氧气量
去除为脱氮池去除BOD后剩余部分的BOD量。

如伴随NO3的脱氮被消费的单位BOD 量为α(α=2.8kg-BOD/kg-N)(每去除1kg氮，需要消耗2.8kgBOD)、日平均汚水量为Q(m3/d)、则伴随脱氮需去除的BOD量为
Q×200mg/L(进水BOD值)-Q×α×NR×(4/5)(缺氧反硝化消耗BOD值)
如BOD氧化所需要的单位氧气量设为a(a=0.5kg-O2/kg-BOD)(每去除1kgBOD，需要消耗0.5kgBOD)、则BOD氧化所需要的氧气量为
a×(Q×200mg/L-Q×α×NR×(4/5))÷1 000 … 1)
③氮的氧化所需要的氧气量
NH4+2O2 → NO3-+H2O+2H+
氮的硝化所需要的单位氧气量设为b(b=64/14)、则氮的氧化所需要的氧气量为
Q×NR×b÷1 000 (2)
④汚泥的内呼吸所需要的氧气量
曝气池容量为V(m3)、汚泥的内呼吸所消费的单位氧气量为c(c=0.07g-O2/g-VSS)、MLVSS/MLSS比根据实际试验结果为0.7、则汚泥的内呼吸所需要的氧气量为
V×20kg/m3(污泥浓度MLSS)×c×0.7 … 3)
⑤曝气池所需要的氧气量
根据1)、2)、3)为
Q×0.5×(200-100)÷1 000+Q×0.206+V×0.98=0.256Q+0.98V
⑥需要空气量
空气1m3中含0.277kg的氧气、氧气的溶解效率如设为3%、(重要参数)
(0.256Q+0.98V)÷0.277÷0.03=30.81Q+118.0V
4.2 以膜组件需要量计算空气量
为了确保膜分离装置运行时的膜面流速所需要空气量、每张膜支架如果设为
11-12L/min(平板膜)
4.3 最终空气量
取4.1和4.2中最大值。