　膜生物反应器

( membrane bioreactor ,

简称

MBR)

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　　(1) 膜生物反应器是膜分离技术和生物技术结合

的新工艺 ,它在发酵 (如酶制剂制备) 、

生物制药 (如哺

乳动物细胞培养系统制备生物制剂) 等领域有着广泛
的应用. 在污水处理领域 ,利用膜组件进行固液分离 ,
截留的污泥回流至 (或保留至) 生物反应器中 ,处理的
清水透过膜排出 ,构成了污水处理的膜生物反应器系
统 ,膜组件的作用相当于传统污水生物处理系统中的
二沉池.

　　(2) MBR 系统的构成如图 3 所示.

图

MBR

基本构成图

　　MBR 系统处理的污水经格栅去除大的悬浮物之

后进入调节池 ,再由设置在调节池中的潜污泵抽升至

MBR 膜生物反应池进行生物降解以获得优质的出水 ,

一般产水经投加 NaClO (或 ClO

) 后进入贮水池以备

回用. 通常反应器内部分成相同的两个单元 , 通过

PL C 系统控制 ,当其中 A 单元出水到达低液位时 ,启

动进水泵 ,使液位升至高液位 ,停止进水并静置约 30

min ,然后开启曝气 ,并通过抽吸泵从膜组件中空纤维

内腔抽吸透过水 ,开始产水 ,就在 A 单元静置过程中.

B 单元进行曝气出水反应 ,直至低液位时停止出水 ,开

始进水 ,而此时 A 单元已完成进水和静置过程 ,开始
曝气和出水. 这样两个单元交替运行 ,在静置时完成厌
氧反应 ,在曝气时完成好氧反应.

　　MBR 在使用的膜有平板膜、

管式膜和中空纤维

膜 ,目前主要以中空纤维膜为主. 其膜组件的结构形式
是两端与集合管连接 ,成一片状帘式结构 ,通称为帘式
膜 ,如图 4a 所示. 也有的小型装置使用一种将中空纤
维对折成 U 型 ,开口端粘合在一起 ,另一端为自由端 ,

如图 4b 所示. 膜组件浸没于反应器中 ,利用曝气时气
液向上的剪切力实现膜面的错流效果. 多数 MBR 工
艺都采用微孔孔径为 0. 1 μm～0. 4 μm 的膜 ,这对于
以截留微生物絮体为主的活性污泥来讲 ,完全可以达
到目的. 随着 MBR 系统朝着大型化方向发展 ,帘式膜
的组装日趋密集化 ,一个膜组件的导流箱体内安装数
片帘式膜 ,堆积式排列 ,从而形成很高的膜装填密度和
污水处理强度.

(a)

　帘式膜示意图

(b)

“

”

型膜组件

图

　使用中空纤维膜的两种膜组件

　　MBR 膜材质主要有聚乙烯 ( PE) 和聚偏氟乙烯

( PVDF) . 尤其是 PVDF 化学稳定性和抗氧化性强 ,可

采用常用氧化性药剂清洗膜. 我国的 PVDF 中空纤维
帘式膜组件 ,膜孔径为 0. 2μm ;膜壁厚约为 150 μm ;
使用温度为 4～45 ℃;p H 值为 2～10 ,在污水处理过
程中 ,在 0. 02 MPa 负压下抽吸出水 ,通量约为 10 L/

( m

・h) .

　　(3) 膜生物反应器在使用过程中除做好必要的日

常巡视和维护外 ,应注意以下几点.

　　①定时排泥 :其目的主要是排除进水中的一些不

能被微生物降解的无机物、

有机物以及微生物代谢过

程中产生的对微生物有抑制作用的物质. 这些物质在
反应器中积累过多会影响微生物的活性和出水水质.
排泥周期视具体情况而定 ,一般以 3 个月为宜 ,每次排
泥量控制在反应器总容积的 10

gÁ

～30

gÁ

　　②空曝气 :为了减少膜的污染 ,保持膜通量 ,一般

每隔 20 天左右需要对膜生物反应器进行空曝. 空曝是
膜生物反应器停止进出水 ,连续进行曝气 ,以冲脱沉积

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天津城市建设学院学报

　　杜启云

中空纤维膜分离技术在水资源化中应用