MBR工艺简介

一、MBR工艺原理

MBR即生物膜反应器的英文缩写，它的原理是使用超滤膜截留污泥及部分污染物，从而提 高出水水质。它可以代替原工艺中的二沉池，占地小，造价省，适用于现代处理方法。在常规污水处理工艺流程中，MBR通常并不单独作为一种处理工艺流程，它可以与各种工艺流程结合使用，比如最常规的A2/O工艺，其他A/O,UCT等都可以与MBR结合使用。

A2O+MBR膜工艺流程中，污水经调节池调节水量后进入由缺氧池、好氧池、膜池组成的MBR处理系统。该系统在缺氧池发生反硝化反应，主要去除污水中的总氮；在好氧池发生硝化作用主要去除污水中的氨氮；膜池则是替代传统沉淀池作为微生物和水的分离工序，膜的过滤孔径为除菌级，能截留全部细菌和大部分的病毒；MBR出水由于经过了较为彻底的生化处理和过滤，后续最匹配的消毒工艺是紫外线消毒工艺，紫外线消毒出水可达到直排标准。

二、MBR工艺分类

三、MBR工艺优点

1. 占地面积小，无需二沉池；

2. 操作管理方便，易于自动控制；

3. 剩余污泥产量少；

4. 出水水质好且稳定。

四、MBR工艺不足

1. 一次性投资大：膜组件造价高，导致工程的投资比常规处理方法增加约30~50%；

2. 能耗高：泥水分离的膜驱动压力；高强度曝气；为减轻膜污染需增大流速；

3. 膜污染清洗；

4. 膜运行寿命到期后需更换，费用较高。

五、膜及膜组件

1.MBR用膜

MBR膜材料主要为超/微滤膜，常见的材质包括聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚醚砜、聚丙烯腈和聚丙烯等高分子材料和陶瓷膜为代表的无机材料。其中聚偏氟乙烯以其耐酸碱、耐热性、生物相容性好、高分离精度和高效率等优点在膜分离领域展现了广阔的应用前景。以下以聚偏氟乙烯和陶瓷膜为代表进行介绍：

PVDF膜：PVDF(聚偏氟乙烯) 材质中空纤维膜，PVDF 是一种氟化聚合物，具有300万～400万的分子量，有很强的物理强度和化学稳定性。

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、不易阻塞，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，制造过程复杂。

2.MBR膜组件

中空纤维：具有高压下不变形的强度，勿需支撑材料，把大量( 多达几十万根) 中空纤维膜装入圆筒型耐压容器内，纤维束的开口端用环氧树脂铸成管板。外径一般为40～250μm，内径为25 ～42μm。在MBR中，常把组件直接放入反应器中，不需耐压容器，构成浸没式膜-生物反应器，一般为外压式膜组件。

优点：装填密度高，一般可达16000－30000㎡/m³ ，造价相对较低，寿命较长，可以采用物化性能稳定。透水率低的尼龙中空纤维膜，膜耐压性能好，不需要支撑材料。

缺点：对堵塞敏感，污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响, 压力降较大，再生清洗困难，原料的前处理成本高。

板框式：是MBR工艺最早应用的一种膜组件形式，外形类似于普通的板框式压滤机。

优点：制造组装简单，操作方便，易于维护、清洗、更换。

缺点：密封较复杂，压力损失大，装填密度小。

管状膜组件：由膜和膜的支撑体构成，有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内流入，渗透液从管外流出。膜直径在6~24mm之间。管状膜被放在一个多孔的不锈钢或陶瓷或塑料管内，每个膜器中膜管数目一般为4－18根。管状膜目前主要有烧结聚乙烯微孔滤膜、陶瓷膜、多孔石墨管等，价格较高，但耐污染且易清洗，尤其对高温介质适用。

优点：料液可以控制湍流流动，不易堵塞，易清洗，压力损失小。

缺点：装填密度小 ，一般低于300㎡/m³ 。

螺旋卷式膜组件：主要部件为多孔支撑材料，两侧是膜，三边密封，开放边与一根多孔的中心产品水收集管密封连接，在膜袋外部的原水侧垫一层网眼型间隔材料，把膜袋－隔网依次迭合，绕中心集水管紧密地卷起来，形成一个膜卷，装进圆柱形压力容器内，就制成了一个螺旋卷式膜组件。

优点：膜的装填密度高，支撑结构简单，浓差极化小，容易调整膜面流态。

缺点：中心管处易泄漏，膜与支撑材料的粘结处易破裂而导致泄漏，安装和更换困难。

六、市场前景

随着废水资源化处理的迫切需求及排放水质标准的不断提高，尽管在研究MBR这种高效污水处理工艺技术及设备过程中，还有很多问题亟待解决。但MBR以其系统占地小、耐冲击负荷、出水水质好且稳定、易于实现自动控制等显著优点， 必将在污水处理领域得到广泛应用。