mo-生物反应器

MBR工艺的组成与分类

mo-生物反应器主要由mo分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的mo - 生物反应器实际上是三类反应器的总称： ① 曝气mo - 生物反应器 (Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ； ② 萃取mo - 生物反应器（ Extractive Membrane Bioreactor, EMBR ）； ③ 固液分离型mo - 生物反应器（ Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR ）。

mo-生物反应器zui早见于 Cote.P 等1988年报道，采用透气性致密mo（如硅橡胶mo）或微孔mo（如疏水性聚合mo），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（ Bubble Point ）情况下，可实现向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mo-生物反应器

萃取mo-生物反应器 又称为 EMBR （ Extractive Membrane Bioreactor ）。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。为了解决这些技术难题，英国学者 Livingston 研究开发了 EMB 。



        废水与活性污泥被mo隔开来，废水在mo内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在mo外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以选择性透过mo被另一侧的微生物降解。由于萃取mo两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。系统的运行条件如 HRT 和 SRT 可分别控制在*的范围，维持zui大的污染物降解速率。

固液分离型mo-生物反应器

固液分离型mo-生物反应器是在水处理领域中研究得深入的一类mo-生物反应器，是一种用mo分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。

        在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5~3.5g/L 左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT ）与污泥龄（SRT ）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25% ～40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题， MBR 将分离工程中的mo分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中菌 ( 特别是优势菌群 ) 的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低 F/M 比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。 

        根据mo组件和生物反应器的组合方式，又可将mo - 生物反应器 分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。以下讨论的均为固液分离型mo - 生物反应器。

分置式mo-生物反应器

分置式mo-生物反应器把mo组件和生物反应器分开设置，如图所示。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至mo组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过mo，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被mo截留，随浓缩液回流到生物反应器内。

分置式mo - 生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于mo的清洗、更换及增设；而且mo通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在mo表面的沉积，延长mo的清洗周期，需要用循环泵提供较高的mo面错流流速，水流循环量大、动力费用高 (Yamamoto, 1989) ，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象 ( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。

一体式mo-生物反应器

一体式mo-生物反应器是把mo组件置于生物反应器内部，如图所示。进水进入mo-生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外压作用下由mo过滤出水。这种形式的mo-生物反应器由于省去了混合液循环系统，并且靠抽吸出水，能耗相对较低；占地较分置式更为紧凑，近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般mo通量相对较低，容易发生mo污染，mo污染后不容易清洗和更换。

复合式mo-生物反应器

复合式mo-生物反应器在形式上也属于一体式mo-生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式mo-生物反应器，改变了反应器的某些性状，如图所示：