MBR膜原理
MBR膜生物反应器集生物反应器的生物降解和膜分离于一体。它是膜技术与污水生物处理技术有机结合而产生的一种新型污水生物处理工艺。其工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物。
同时，利用反应器中的硝化细菌转化污水中的氨氮，去除污水中产生的臭气（污水中的臭气主要由氨氮产生）。然后，通过中空纤维膜进行固液分离。
膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大增强了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生物化学、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易于实现自动控制等优点。它是目前最有前途的废水回用处理技术之一。
在污水处理和水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器，是膜分离单元和生物处理单元相结合的新型水处理技术。
根据膜的结构，可分为扁平膜、管状膜和中空纤维膜。根据膜的孔径可分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
MBR膜应用领域分析
（1） 城市污水处理与建筑用水回用
1967年，美国Dorr Oliver公司建造了第一座采用MBR工艺的污水处理厂。该处理厂处理废水14m3/D。1977年，日本的一座高层建筑采用了污水回用系统。1980年，日本建造了两座MBR处理厂，处理能力分别为10m3/D和50m3/D。20世纪90年代中期，日本有39座这样的工厂在运营，最大处理能力为500m3/D，100多座高层建筑使用MBR处理污水并在中间河道中回用。1997年，Wessex公司在英国Porlock建立了世界上最大的MBR系统，日处理能力为2000m3。1999年，它还在多塞特郡swarage建立了13000m3/D的MBR工厂。
1998年5月，清华大学开展的一体化MBR膜生物反应器中试系统通过国家鉴定。2000年初，清华大学在北京海淀镇医院建设了一套实用的MBR系统，用于处理医院废水。该项目于2000年6月竣工并投入使用，目前运行正常。2000年9月，天津大学杨枣岩教授及其科研团队在天津新技术产业园浦辰楼完成了MBR膜生物反应器示范工程。系统日污水处理能力为25t，处理后的污水用于厕所冲洗和绿地喷洒。占地面积10平方米，每吨污水处理能耗0.7kw·H。
（2） 工业废水处理
20世纪90年代以来，MBR的处理对象不断扩大。除中水回用和粪便废水处理外，MBR在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注，如食品工业废水、水产加工废水、水产养殖废水、化妆品生产废水、染料废水和石化废水的处理，均取得了良好的处理效果。20世纪90年代初，美国在俄亥俄州建立了一个MBR系统，用于处理汽车制造厂的工业废水。处理规模为151m3/D，系统有机负荷达到6.3kgcod/m3·D，COD去除率为94%，大部分油脂被降解。在荷兰，一家油脂提取和加工厂使用传统的氧化沟污水处理技术来处理其生产废水。由于生产规模的扩大，污泥膨胀，难以分离。最后，采用Zenon膜组件代替沉淀池，运行效果良好。
（3） 微污染饮用水的净化
随着氮肥和农药在农业中的广泛应用，饮用水也受到不同程度的污染。Lyonnaisedes Eaux在20世纪90年代中期开发了具有生物脱氮、农药吸附和浊度去除功能的MBR工艺。1995年，该公司在法国杜希建造了一座日产400立方米饮用水的工厂。出水中的氮浓度低于0.1mgno2/l，农药浓度小于0.02μg/l
（4） 粪便和污水处理
粪便污水中有机物含量很高。传统的反硝化处理方法要求污泥浓度高，固液分离不稳定，影响三级处理效果。MBR的出现很好地解决了这一问题，并使无需稀释即可直接处理粪便污水成为可能。
日本开发了一种粪便和尿液处理技术，称为ns系统。核心部分是由MBR平板膜装置和好氧高浓度活性污泥生物反应器组成的系统。该系统于1985年在日本七夕县月谷市建成，生产规模为10kl/D。1989年，长崎县和熊本县相继建成了新的粪便和尿液处理设施。MBR平板膜每组约0.4m2，数十组并联安装。它被制成可自动打开并可自动清洗的框架装置。膜材料为截留分子量为20000的聚砜超滤膜。反应器中的污泥浓度应保持在15000-18000mg/L范围内。到1994年，日本已使用1200多套MBR系统处理4000多万人的粪便污水。
（5） 土地填埋/肥料渗滤液处理
垃圾填埋场/堆肥渗滤液含有高浓度的污染物，其水质和水量随着气候条件和运行条件的变化而变化。1994年以前，许多污水处理厂已采用MBR技术处理这类污水。MBR和RO技术的结合不仅可以去除SS、有机物和氮，而且可以有效去除盐和重金属。最近，美国envirogen公司开发了一种用于处理垃圾渗滤液的MBR，并在新泽西州建造了一台日处理能力为400000加仑（约1500m3/D）的装置，该装置于2000年底投入运行。这种MBR利用天然存在的混合菌分解渗滤液中的碳氢化合物和氯化化合物，并且处理的污染物浓度是常规废水处理装置的50-100倍。之所以能达到这种处理效果，是因为MBR可以保留高效细菌，使细菌浓度达到50000 g/。在现场中试中，进料液的COD为几百至40000mg/L，污染物去除率大于90%。
