近（jìn）年來，隨著廢（fèi）水排放量的飛速增長，膜（mó）生物反應器以其出水水質高、用地（dì）麵積小（xiǎo）、易於控製等優點得到迅速的推廣。本文綜述了膜生物反應器的類型、研究曆程、應用以及膜生物反應器的優缺點，介紹了膜生物反應器存在（zài）的（de）問題即膜汙染以及膜汙染的防治，希望給膜生物（wù）反應器的進一步研究應用提供參考。
一、膜生物反應器簡介
膜生物反應器(MBR)是膜分離技術與生（shēng）物汙水處理技術相結合的新型（xíng）態廢水處理係統。其主要組成部分包括生物反應器、膜組件和控製（zhì）係統。其中，生物反應器主要發生汙染物降解，為（wéi）該降解過程提供（gòng）場所。膜組件由膜和（hé）其支撐部分（fèn）組成，是整個（gè）反應器的核心部分。
由於膜組（zǔ）件的不同（tóng）及膜組件與（yǔ）生物反應器不同的結合（hé）方式，MBR可以有多種分類方法：
(1)根據生物反應器中膜組件膜（mó）的孔徑大小，MBR反應器可分為微濾、超濾、納濾（lǜ）、滲透汽化等反應器。
(2)根據生（shēng）物反應器反應過程是（shì）否需要（yào）曝氣可以分為好氧（yǎng）型膜生物反應器和厭氧型膜生物反應器。其中好氧型主要用於處理城（chéng）市廢水和（hé）生活汙水，厭氧型（xíng）主要處理高濃度有機廢（fèi）水。
(3)根據膜組件中膜（mó）的形式（shì）及排列方法，MBR可以分為板框式、螺旋卷式、圓管式、毛細管式（shì）和中空（kōng）纖維式（shì）膜組（zǔ）件（jiàn）。其中，常（cháng）見的有板框式和中空纖維式。
(4)根據膜組件作用（yòng）效果，其可以分為（wéi）分離式MBR、曝氣式（shì）MBR和萃取（qǔ）式MBR，分離式（shì）主要用來去除汙水中的懸浮顆粒，高效地完成固液分離（lí）。曝氣式主要應（yīng）用於高需氧量廢（fèi）水的處理。萃（cuì）取式主要用於（yú）工業廢水處理中，用來完成廢水中汙染物的萃取收（shōu）集。
(5)根據（jù）膜組件與（yǔ）生物反應器的位置擺放不同，MBR可分（fèn）為分置式（shì）和一體（tǐ）式膜生物反（fǎn）應（yīng）器。分置式膜生物反應器又稱循環（huán）式膜生物反（fǎn）應器，混合（hé）液通過增壓（yā）進入（rù）組件內部，在壓力作用下，液體透（tòu）過膜而固體顆粒被截留，濃縮液回流至生物反應器進行循環。而一體（tǐ）式則是直接將膜（mó）組件放在反應器內（nèi）部。
二、MBR研（yán）究曆程及應用（yòng）
1.MBR的研究曆程
二十世紀六（liù）十年代，活性（xìng）汙泥生（shēng）物反應（yīng）器與錯流膜過濾相結合，*實現了MBR在廢（fèi）水處理中的應用。1989年，研究工作者將膜組件放在生物反應器內部，突破了一體式MBR反應器的進展。九十年代以來（lái），由（yóu）於膜通（tōng）量的不斷提高，膜汙染控製技術和膜材料也有了很（hěn）大的改進，膜生物反應器的成本越（yuè）來越低，該工（gōng）藝逐步受到（dào）關（guān）注。截止到2006年，全世界使用膜生物反應器（qì）的總（zǒng）值達到2.16億美（měi）元。相對而（ér）言，我（wǒ）國發展起步較晚，但其發展趨勢迅（xùn）猛，增長（zhǎng）速度遠超於世界平均增速，目前在許多實際（jì）汙水處理中得到良（liáng）好的應用。
2.MBR的應用
(1)MBR在（zài）城市汙水處理中的應用
20世紀90年代末，隨著一體式MBR的出現，膜反應器在城市（shì）汙水處理中（zhōng）的應用得到了（le）快速的（de）發（fā）展，截止2005年，北美（měi）地區已建成219個MBR城市汙水處理（lǐ）工（gōng）程。我國雖然起步較晚，但發展迅速，目前國內已經有較多正（zhèng）在運（yùn）行（háng）或建設中的工程（chéng）項（xiàng）目。
(2)MBR在（zài）工業廢水處（chù）理中的應用
相比於城市汙水處理，MBR在工業廢水處（chù）理領域更具優勢。據統計，目前（qián）MBR在工業廢水處理中已（yǐ）占41%，廣泛用於印染、焦化、電鍍、煉油、食品、石化（huà）、啤酒、醫藥以及垃圾（jī）滲濾液（yè）等處理中。
三、MBR的特點（diǎn）
與傳統的水處（chù）理方法相比，MBR有（yǒu）以下幾個比較明顯的（de）特點：
(1)MBR可以有效地截留汙水中的微（wēi）生物，實現了汙泥齡和水（shuǐ）力停留時間的分離。通（tōng）過（guò）調整（zhěng）汙泥齡的大小，使得生長周（zhōu）期較長的微生物如硝（xiāo）化細菌及反（fǎn）硝化細菌也可以成為優勢菌種，在一（yī）定程度上可以提高整個反應器的脫氮效（xiào）率，使得運行更加靈活穩定。
(2)MBR有較高的（de）固液分離（lí）效率，出水效果良好且穩定，受進水水（shuǐ）質影響小。由於膜的高效截留作用（yòng），反應器中較大的顆粒物（wù）、大分子的有機（jī）物、細菌等均被截留在膜的進水側（cè）。同（tóng）時不用考慮汙泥（ní）膨脹（zhàng）。
(3)汙泥濃度高，剩餘汙泥產量小。MBR可以在高容積負荷及低汙泥負荷條件下運行，剩餘汙泥產量低，大（dà）大降低了後續的處（chù）理費用（yòng）。
(4)MBR反應（yīng）器結構緊（jǐn）湊，工藝設（shè）備集中，因此占地麵積也較小，易實現一（yī）體化自動控製，操作管理方便。
盡管MBR具（jù）有（yǒu）上述特點，但也存（cún）在缺點，如膜汙（wū）染嚴重、氧利用率低、投（tóu）資成（chéng）本高、水處理能耗較高、化學清洗廢液會造（zào）成二次汙染等。實際應用中膜汙染是影響MBR推廣的（de）*限製因素。
四、膜汙染
1.膜汙染形成原因
膜汙染是（shì）指（zhǐ）反應器在運行過（guò）程中由於廢水中的微小顆粒、膠體或大分子溶質在膜表麵發生物理化學等相互作用而造成的（de）膜孔堵塞現象。汙染的類型主要表現為孔口堵塞、孔內沉積、和表麵汙染(汙泥層形成)以及各種汙染形式的（de）組合。膜汙染主要分為以下幾類：
(1)短期汙（wū）染（rǎn），短時間內由於濃差極化（huà）、凝膠層的形成使膜通量急（jí）劇下降，其為（wéi）可逆（nì）汙（wū）染（rǎn），通過反洗，可以迅速去除恢複。
(2)長期汙染，廢水中的微小顆粒與膜（mó）表麵發生的長期作用而產生的膜汙染現（xiàn）象，其為不可逆汙染，可以通過化學藥劑清洗方法恢複。
(3)不可逆膜汙染，由於反應器的長期運行而產生（shēng）的不（bú）能被去除的（de）汙染。
2.膜汙染影響因素
(1)膜本身的性質
影響膜（mó）汙染的因素主要包（bāo）括膜材（cái）質、膜（mó）孔（kǒng）徑（jìng）、膜的親水性、膜表麵粗糙度、電（diàn）荷性質（zhì）和密度等。膜（mó）組件根據膜材料（liào）的不同主要分為無機膜和有機膜，其中應用於膜生物（wù）反應器中的膜（mó）主要是無機膜，較有機膜而言使用壽命較長，不易形成膜汙染現象。膜（mó）的孔徑大（dà）小及分（fèn）布對膜汙染也有（yǒu）一定（dìng）的影響，溶液性質不同、顆粒大小分（fèn）布不同，需（xū）采用不同孔（kǒng）徑的（de）膜材料。與較大孔徑的膜相比，小孔徑膜更容易截留溶液（yè）中的汙染物（wù），因此（cǐ）而產生沉積層（céng），增加膜阻力，加重膜汙染現象。膜材料的憎水（shuǐ）性對膜汙染也會產生影響。
(2)混合液性質（zhì）
膜生物反應器（qì）中的膜（mó）汙染主要來自混合液中的（de）物質。
研究表明懸浮固體濃（nóng）度(MLSS)直接（jiē）影響混合液粘度，粘度升高（gāo），過濾性（xìng）能隨之下降，若流速較小或曝氣強度無法衝刷附著在膜表麵的物質，則容易產生汙染層。溶液中顆粒大小（xiǎo）及分布對膜汙染現象的產生也有較大的影（yǐng）響，一般顆粒粒徑越小，則容易在表麵沉積，形成的沉積層也越致密，膜汙染越嚴重。除此之外，曝氣量、機械攪拌速度及膜表麵錯流速度都會影響膜汙染程度。
(3)操作條件
操作條件會直接或間接影響膜汙染。研究表明（míng）適當增加汙泥齡可以減少微生物產物和胞外聚合物的生成，從而減緩膜汙（wū）染現象。但是，過長的汙泥齡又會增加汙泥（ní）濃度，導致更嚴重的（de）膜（mó）汙染。因此，實際城市汙水應用中一般設置SRT為5-20天。
3.膜汙染的防治
目前，國內外膜汙（wū）染的防治主要（yào）集中在以下（xià）幾個方麵：
(1)改（gǎi）變混合液特性，在（zài）混合（hé）液過濾前向其中加入適當的（de）藥劑或載體(如PAL、填料)，以改變料液或溶質的性（xìng）質，從而減（jiǎn）輕膜汙染負荷。
(2)膜表麵改性（xìng）。膜表麵（miàn）的改性主要傾向於以下幾個方（fāng）麵：新型無機膜的開發;提高膜（mó）的親水性以改善膜的抗汙（wū）染性能（néng）;製造有機-無機混合膜，使（shǐ）之兼有無機膜與有機膜（mó）的長處。
(3)優化運行條件及反應器結構。選擇合適（shì）的操作壓力、膜通量（liàng）、曝（pù）氣強度、HRT、SRT、抽吸時間及（jí）停抽時間，確定*參數值;維持良好的生物（wù）條件，防止汙泥（ní）膨脹和EPS的生成（chéng）;間歇運行，停運期間進行空曝（pù），並進行周期性反洗。
(4)膜清（qīng）洗。為了恢複膜運行通量，必須對膜進行清洗，清洗方法包括物理清洗、化學清洗、超聲波清洗以及電清洗等（děng）。
