膜生物反應器是一種有效的廢水處理工藝“21世紀的水處理技術”隨著科技的發展和進步應運而生。隨著社會的不斷發展和人民生活水平的提高，人們水對水質的要求也越來越高。膜生物反應器是一種新型的高效工藝，近年來發展迅速，該技術在廢水處理方面得到廣泛應用。
一、國內外膜生物反應器的發展歷史
1.膜生物反應器的介紹
膜生物反應器是一種新型的廢水處理系統，它結合了膜分離技術和生物處理技術，也稱為MBR。傳統的生物處理技術被終端二沉池膜組件取代，可以保持生物反應器中高活性污泥濃度，有效提高生物處理有機負荷。為了減少污水處理設施的占地面積，污泥負荷可以保持較低，從而減少剩余污泥的量。主要原理是使用膜分離設備攔截水中的活性污泥和大分子有機物。其活性淤泥濃度可達8000~10000mg/L，或更高。反應器截留效果非常明顯，可有效保留長周期微生物，實現污水深度凈化，增加硝化細菌增殖，除磷脫氮效果更好。
2、發展
20世紀80年達，生物膜反應器受到各國的重視，成為世界研究的熱點，已應用于美國、法國等十多個國家，規模為6m³/d至13000m³/d。中國對MBR的研究相對較晚，近年來進展相對較快。中國的研究可以分為以下幾個方面：
（1）探索不同生物處理工藝和膜分離裝置的組合，從活性污泥工藝延伸到接觸氧化法，生物膜法，活性污泥結合生物膜和兩相厭氧工藝的聯合工藝；
（2）研究處理和膜污染因素，機理和數字模型的影響，以減少膜污染，提高膜組件的處理能力和操作穩定性。研制合適的操作條件和工藝參數；
（3）不僅是生活污水，還將MBR的研究對象擴展到高濃度有機廢水和難降解工業廢水。
3、組成部分
3.1進水井
它分為溢流口和進氣門。
3.2格柵
為了定期清理網格殘留物，攔截各種廢物，如污水中的各種纖維和爐渣，以確保生物膜反應器系統的正常運行。
3.3調節池
廢水的水量和水質將隨著時間的推移而變化，因此需要在進入MBR系統之前進行調節，以減少運行負荷。調節池內的沉淀物需要定期處理，并且設置有溢流，保障系統的正常運行。
3.4反應池
反應池包括微生物菌落，膜組件，水手機系統，排水系統和通氣系統。
3.5消毒裝置
可自動控制具體加藥量。
3.6計量裝置
包括流量表和水表等，可進行系統的參數控制。
3.7電控裝置
主要是控制進水泵，風機和水泵，分為手動和自動兩種形式。在PLC的控制下可以根據各反應池的水位情況來自行運行。電控箱裝于設備機房內。
二、生物膜反應器的工藝和應用
1、連續微濾技術
該技術對液體進行選擇性的過濾分離，其原理是操作壓力下對液體混合物進行截流從而達到分離、濃縮的以及凈化的目的。該技術較為成熟，其主要元件是聚丙烯中空纖維膜元件，在該膜系統之中，膜外側走的是原水，膜內側走的是凈化含稅，其回流比高，由于其在膜管內流速大，可以減少水污染。其采用的氣水混合反洗工藝能夠通過空氣對膜表面進行擦洗，對于膜元件起到了很好的保護作用，膜的清洗效果很好，可以很好地去除水中的細菌、微生物以及懸浮物等雜質。
優點：
（1）其可與RO和NF一同工作，并作為兩者的前處理，使得兩者進水的SDI≤2，同時延長兩種膜元件的使用壽命。
（2）制造成本低，價格經濟效果好。
（3）該系統膜組件的設計易于擴充，方便移動，安裝簡單，施工期較短。
（4）常用于非飲用方面，如灌溉、洗滌、衛生和景觀美化，清洗便利。
2、膜生物反應器技術與傳統生化處理技術的對比（見下附表）
| | 膜生物反應器技術 | 傳統生化處理技術 |
| 工藝 | 多種生化處理+膜分離 | 生化處理+沉淀 |
| 污泥濃度 | <14000mg/L，可根據生化處理需要進行調整，確保高濃度、高活性；可有效抑制絲狀菌生長，控制污泥膨脹和生物泡沫 | 3000~5000mg/L，受沉淀池表面負荷影響，污泥濃度不能過高，經常受到絲狀菌繁殖、污泥上浮和生物泡沫的影響。 |
| 生物種群 | 由于采用膜分離，因此幾乎所有微生物都被截留在反應器內，生物種群非常豐富，因此生化處理效率很高。 | 由于采用重力沉淀分離，因此一些弱勢微生物或世代周期較長的微生物很難再存留，而這些微生物常常是高效生化處理所必須的。 |
| 生化處理效果 | 生物相啟動快，生物降解*，處理效率高，可達95%以上，出水BOD小于5mg/L，COD可小于30mg/L，硝化效果好，SRT長，有利于低碳源下總氮的去除。攔截SS，總磷更容易控制到很低的水平。 | 存在生物流失，處理效率一般在85%左右，出水BOD小于20mg/L，COD可小于80mg/L，要達到更好的效果，必須增加深度處理設施，而深度處理設施失效較快。 |
| 剩余污泥量 | 污泥齡較長，剩余污泥量少，剩余污泥比傳統工藝減少20%以上。 | 剩余污泥量較多。 |
| 占地面積 | 處理設施緊湊，占地面積小，運行費用適當。 | 處理設施多，占地面積大。 |
| 自控程度 | 自動化控制程度高，可zui大限度地減少人為因素的影響。 | 由于處理構筑多，實現高度的自動化控制很難，操作效果，受人員素質影響較大。 |
三、結束語
在現代社會中，由于工業的大力發展和生活水平的提高，工業污水與城市污水水量很大，對于極度缺水的中國來說，大力發展生物膜反應器處理技術，能有效解決水資源短缺問題，緩解水資源壓力。其已經展現出了巨大的發展潛力。
