MBR(膜生物反應器）是一種新型的污水生化處理系統，它是污水傳統生物處理技術與膜分離技術相結合的產物，利用膜的選擇透過性實現曝氣池中的生物富集，使得生物處理效率大幅提高，生物處理后的污水再經膜分離后得到潔凈的產水，對于新建污水處理廠而言，其占地面積與傳統工藝相比較更小，約為1/3～1/5,可有效節約土地；對于污水處理廠改造，可在不增加構筑物的前提下，大幅度提高處理能力。      

MBR膜作用原理：截留活性污泥實現生物富集和共代謝作用，使污水中世代周期較長的微生物如硝化xj得到有效的截留，從而有效降解水中的氨氮，而大量微生物聚集在一起的共代謝作用，可以使得一些難以生物降解的有機物得到降解；

由于膜的截留作用，使得生物相中的生物濃度很高，可達15000mg/，因此其抗沖擊負荷能力很強；由于生物處理后的泥水分離采用的是膜分離技術，因此無須擔心傳統生物處理技術出現的絲狀菌繁殖、污泥上浮、流失等問題。

膜-生物反應器(Membrane-Bioreactor，MBR)技術是現代膜分離技術和傳統污水生化處理技術相結合而產生的污水處理新技術，亦稱“膜分離活性污泥法”，是一種用膜分離過程取代傳統活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術。在傳統的廢水生物處理技術中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況，改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，從而限制了生化反應速率。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在運行過程中還產生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的 25% ～40% 。傳統活性污泥處理系統還容易出現污泥膨脹現象，出水中含有懸浮固體，出水水質惡化。

針對上述問題，MBR 將分離工程中的膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合，大大提高了固液分離效率；并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中{tx}菌（特別是優勢菌群）的出現，提高了生化反應速率；同時，通過降低F/M 比減少剩余污泥產生量（甚至為 0），從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問題。

膜-生物反應器 MBR 技術利用{gx}高精度的膜分離技術對生化反應池中的含泥污水進行泥水分離，一方面將生化反應池中的微生物截留在池內，使池內的活性污泥濃度大大增加，污泥濃度可達到 8-12g/l 左右，生化反應池中的生物濃度能達到常規活性污泥法的 2-3 倍，使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底，生化效率大大提高，容積負荷大，占地省。一方面由于膜具有很高的截留精度，膜能將尚未生化分解的有機物截留在生化池中繼續生化，保證生化反應徹底，也因為高精度的截留使出水懸浮物更低，所以出水清澈，出水水質穩定。

由于膜-生物反應器利用膜分離組件將生化反應池中的活性污泥wq截留在生化反應池中，有利于增殖緩慢的硝化xj的截留、生長和繁殖，大大提高了系統的脫氮效果。同時也實現了 HRT 和 SRT 的wq分離，使系統的運行控制更加靈活穩定。

膜-生物反應器內由曝氣形成較大的氣水循環流讓污水能充分混合均勻，使活性污泥高度分散，活性污泥的比表面積大大提高，與底物親和能力強，是提高污染物的去除率的一個重要原因，這也是普通活性污泥法形成的較大菌膠團的生化效率所難以比擬的。

由于污泥齡長，生化反應池中的微生物多處于內源衰減期，膜-生物反應器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少剩余污泥產量，大大節省了剩余污泥處理費用。

由于膜-生物反應器利用膜分離組件將生化反應池中的活性污泥wq截留在生化反應池中，在系統運行過程中活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化，并達到一種動態平衡，大大提高了系統的抗負荷沖擊能力。

膜-生物反應器系統簡單，易于實現自動控制，操作管理也方便。

3.1 MBR膜的材料

可用作MBR膜的材料眾多，主要有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）等。各類材料各有優缺點，適用于不同的工作條件，產品性能與生產廠商對材料的改性及不同的制造工藝水平有關。

3.2 MBR分離原理

MBR是一種利用較低的壓力驅動并按溶質的分子量大小來分離和過濾的一種物理分離過程，不發生相變。MBR膜表面的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液，而體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側，成為濃縮液，從而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。

3.3 MBR膜絲微觀結構

3.4 膜絲不對稱結構

MBR膜通常采用不對稱結構，即由致密的皮層和多孔的支撐層構成，通常支撐層的孔徑要比皮層高一個數量級以上。這種結構有以下的優點：a）致密的皮層提高了過濾的精度；b）多孔的支撐層降低了過濾的阻力，并且使得穿過皮層的微小雜質被截留的幾率降低到最小。這些優點使得MBR基本實現了表面過濾， 清洗恢復性得到明顯的改善，因而其通量可以保持長期穩定。

3.4.1 膜的孔徑

MBR膜的孔徑有很多種測定和表征方法。其中泡點法是實施最為簡便的一種。泡點法理論基礎是毛細現象。有如下的定量公式：

P=4δcosθ/D

式中 P 就是泡點壓力。把膜浸入到水中，逐漸增加膜的一側的氣壓，當觀察到氣泡連續從膜的另一側逸出，此時的氣壓就是泡點壓力。δ是液體（水)）/空氣的表面張力；θ是液體（水）－固體（膜）的接觸角；D 是毛細管的直徑（孔徑）。

從上可以看出：

泡點測定方法測得的實際是膜上的{zd0}孔徑；

膜孔徑，即毛細管直徑 D 越小，泡點壓力越大。理論上，這個關系和膜的材質無關。

這一原理在MBR中的一個重要應用是完整性檢測。在MBR膜的一側為液體（水），另一側通入壓縮空氣。通過觀察氣體側壓力下降的速率，或者觀察液體側是否出現連續氣泡，來判斷膜的完整性。

3.5 影響MBR膜性能的因素

3.5.1 膜的材料

可以用來制造MBR膜的材質很多，而性能更優良的聚偏氟乙烯材料在 90 年代末成為生產MBR膜的主要材料。

3.5.2 聚偏氟乙烯（PVDF）的優勢

（1）抗氧化性

在水處理中，微生物和有機物污染往往是造成MBR不可逆污堵的主要原因， 而氧化劑清洗則是恢復通量zyx的手段，此時聚偏氟乙烯（PVDF）材質體現出了其優越性。可在膜系統運行過程中保持一定量的游離氯，抑制系統中的xj生長并殺滅系統中存活的xj，確保膜系統穩定運行。

（2）化學穩定性

由于聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的化學穩定性，有耐受較強酸、堿的能力，是聚醚砜、聚砜等材料的 10 倍以上。

（3）親水性

親水性好的膜材料不容易受到原水中有機物等雜質的污染，污染后也容易清洗恢復。以 PVDF 為材料的膜產品在生產制造過程中采用了對膜材料的改性技術，使之具有較好的親水性能，因此，MBR膜具有較大的過濾通量和較高的抗污染性能。

3.6 MBR膜元件的運行方式

MBR膜組件的運行全流過濾（死端過濾）模式。全流過濾方式中，進水全部透過膜表面成為產水；

全流過濾能耗低、操作壓力低，因而運行成本更低；膜元件浸沒在污水中通過對膜絲中空給予負壓，干凈的水透過膜絲進入膜絲內部后通過集水管/產水泵進入清水池。

污泥附著在膜絲表面在底部曝氣以及周期停止時把部分污泥進入污泥沉淀區域后通過污泥泵排出。