污水处理中MBR膜的应用

在水资源再利用领域，膜生物反应器（MBR）是一种将膜分离单元与生物处理单元相结合的新型污水处理技术。膜的种类非常丰富，可以根据分离原理进行分类，如反应膜、离子交换膜和渗透膜等；也可以根据膜的性质分为天然膜（生物膜）和合成膜（有机膜和无机膜）；另外，还可以根据膜的结构形式进行分类，包括平板型、管型、螺旋型和中空纤维型等。

工艺组成

膜生物反应器主要由膜分离组件和生物反应器两部分构成。通常所说的膜生物反应器实际上是三种反应器的统称：

曝气膜生物反应器（AMBR）。

提取膜生物反应器（Extractive Membrane Bioreactor，EMBR）

固液分离膜生物反应器（Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor，简称MBR）。

曝气膜

曝气膜生物反应器（AMBR）最早由Cote.P等人在1988年报道。该工艺的特点在于延长了接触时间和提高了传氧效率，这有助于更好地控制曝气过程，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的限制。在确保气体分压低于泡点的条件下，能够实现对生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。

萃取膜

萃取膜生物反应器，简称EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。由于高酸碱度或存在对生物有毒的物质，某些工业废水在处理中不适合使用与微生物直接接触的方法。当废水中含有挥发性有毒物质时，传统的好氧生物处理过程容易导致污染物随曝气气流挥发，出现气体现象，这不仅会使处理效果不稳定，还可能导致大气污染。

为了应对这些技术挑战，英国学者Livingston研发了EMB。废水处理过程中，废水与活性污泥通过膜进行隔离。废水在膜的内部流动，而含有特定细菌的活性污泥则在膜的外部流动。这样，废水与微生物之间没有直接接触。有机污染物可以通过膜的选择性透过性被膜外的微生物降解。

由于萃取膜两侧的生物反应器单元与废水循环单元相互独立，两个单元之间的水流影响较小，因此生物反应器内的营养物质及微生物的生存环境不受废水水质的影响，这使得水处理的效果保持稳定。系统的运行条件，如停留时间（HRT）和污泥龄（SRT），可以被精确控制在最佳范围内，以保持最大的污染物降解速率。

固液分离型

固液分离型膜生物反应器是在水处理领域中研究最为广泛的一种膜生物反应器，它是一种利用膜分离技术替代传统活性污泥法中的二次沉淀池的水处理方法。它通过膜组件将固体有机物回流到反应器中，然后将处理过的有机水排出。膜分离生物反应器的种类可以根据膜组件与生物反应器的位置进行分类，主要有一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器和复合式膜生物反应器。