膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。MBR 膜的研究對象從生活污水擴展到制藥廢水、醫療廢水及啤酒廢水等高濃度有機廢水、難降解工業廢水。
隨著人口的增加、城市化進程的加快，工農業生產在不斷地發展，污水排放量在日益增加，水體污染成為人們日益關注的話題。隨著公眾環保意識的提高，MBR膜技術因具有廣闊的發展及應用前景走進了人們的視野。
1 MBR 膜技術
膜生物反應器處理技術（Membrane Bioreactors ，MBR）是于20世紀初出現，并于20世紀60年代后得到迅速發展的一種分離新技術。它是將MBR膜高效分離技術與污水中生物降解作用有機結合起來的一種新型、高效的污水處理技術。
膜分離技術最早應用于微生物發酵工業。隨著材料科學的發展與制膜水平的提高，其應用領域不斷擴大，已經涉及到食品加工、化工、冶金、醫療廢水處理等多個領域。MBR膜利用膜分離技術替代二沉池進行固液分離，可同時實現水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）的分別控制。它具有出水質量高、運行效果穩定、占地小、污泥濃度高且高效、節能、環保等特征[1]。
2 MBR 膜技術的應用領域
2.1 生活污水
當前污水處理設施主要以城市污水處理廠為主，如昆明第四水質凈化廠（設計處理水量為60000m3/d）[2]、無錫市城北污水處理廠四期工程（設計處理水量為50000m3/d）、廣州市京溪污水處理廠（設計處理水量為100000m3/d）]等大型污水處理廠均開始采用MBR膜處理技術。昆明第四水質凈化廠由ICEAS改造為MBR，該廠MBR 工藝運行以來，膜池MLSS 穩定控制在5000~7000mg/L，出水TN<10 mg/L。無錫市城北污水處理廠四期工程由于建設用地少、出水水質要求高，故采用了MBR膜處理技術。經MBR膜處理，污水處理廠出水穩定，出水COD<50mg/L、SS<50mg/L、總氮<15mg/L。廣州市京溪污水處理廠采用MBR膜處理技術處理市政污水，考察了膜生物反應器對生活污水中COD、氨氮、濁度等的去除效果。結果表明，MBR穩定運行期間能有效抵御各種沖擊負荷，出水水質穩定，對COD、氨氮、濁度的平均去除率分別達到91%、98.9%、99.5%。
2.2 制藥廢水
制藥廢水其成分復雜、有機污染物種類多、污染物濃度高，屬于較難處理的高濃度有機廢水之一。傳統技術處理制藥廢水能耗和運行成本都相對較高[3]，MBR膜處理技術具有能耗少，占地小等優點已廣泛應用在制藥廢水中。周平英等采用MBR膜生物反應器對某制藥廠污水進行實驗處理，實驗表明當MLSS 在14000~15000mg/L 范圍內、HRT 為5.5h、進水COD 在1000~4000mg/L時，出水COD可基本保持在100mg/L以下，去除率達到90%以上。廣州某中藥加工廠采用MBR膜處理技術處理制藥廢水取得了較好的效果，處理水量為48m3/d，進水COD為3390mg/L，BOD5為1680mg/L，色度為600mg/L。MBR膜處理單元對COD、BOD5、色度的去除率可達96.9%、97.2%和83.3%。
2.3 啤酒廢水
啤酒廢水具有氮、磷含量低，有機物含量高，可生化性好等特點。王連軍等采用MBR膜處理啤酒廢水。研究發現，MBR膜對啤酒廢水的COD、氨氮、SS 等均有良好的去除效果，其中對COD和氨氮的去除率可達96.13％ 和99.33％。封莉等[4]采用浸沒式中空纖維膜處理啤酒廢水，進水COD為864~1780mg/L、氨氮34.5mg/L、HRT控制在8~9h，出水COD可保持在60mg/L以下、出水氨氮在1~3mg/L左右。
2.4 醫療廢水
MBR膜技術在醫院污水處理領域具有很大的應用潛力，它不僅可以減少出水懸浮物含量，還可降低后續消毒單元中消毒劑的投加量。鄭平等采用MBR膜對某醫院廢水進行處理。運行期間，膜池進水COD 為121.2~200.5mg / L，進水氨氮為29.24mg/L~45.07mg/L，出水COD 在50mg/L 以內，最低可至16.70mg/L，出水氨氮穩定在5mg/L以內，該系統氨氮的平均去除率達97%。天津某大型綜合醫院配套污水處理站，設計處理能力為1000m3/d，經過格柵、調節池處理后提升至MBR池，氣水比控制在20：1。經過監測發現MBR膜出水較為穩定，出水COD為70mg/L左右、BOD5為14.5~34.4mg/L，SS為29~50mg/L[5]。
2.5 養殖、屠宰廢水
畜禽養殖業是我國農業和農村經濟發展的支柱產業，畜禽養殖糞便污水排放和主要污染物排放問題凸顯，豬場沼液含有大量有機物、氮、磷等營養元素，可回用與農業生產，但不經處理排放的水體卻會造成嚴重的環境污染。某養豬廠處理廢水水量為300m3/d，進水COD為15000mg/L、BOD5為8000mg/L、SS為18000mg/L、氨氮為3500mg/L，經過前期固液分離等預處理進入好氧MBR池，好氧MBR單元對COD、BOD5、SS、氨氮的去除率可達86.5%、89.6%、99.6%和65%。劉旭東等采用MBR膜處理屠宰場廢水，進水COD為1397~864mg/L、BOD5為692~443mg/L、SS為1150~684mg/L、氨氮為58~24mg/L，經過連續運行監測，膜系統出水COD<40 mg/L、BOD5<10mg/L、SS<2.3mg/L、氨氮<1.6mg/L。有機物的去除率在97% 以上，出水滿足中水回用標準。
2.6 其他廢水
鑄模廢水：成都某汽車壓鑄廠采用MBR膜處理鑄模水，處理水量為150m3/d，進水COD為3800mg/L、氨氮為55mg/L。工程采用“混凝沉淀+催化氧化+A/O+MBR”處理工藝，出水COD為500mg/L、氨氮為35mg/L、TP為3.0mg/L。因MBR使生物反應器內能維持高濃度的微生物量，提高了生化的處理效果，故出水滿足其排放標準?；まr藥廢水：其水質復雜，具有懸浮物濃度高、COD含量高等特點。某化工農藥廠產生廢水水量為120m3/d，進水COD為40000mg/L，前期經過預處理后進入MBR膜池，出水COD、氨氮可穩定在200mg/L、30mg/L。整個系統對COD、氨氮的去除率分別在98.0%和97.1%以上。
3 MBR 膜技術的展望
MBR膜一旦受到嚴重污染，將會影響整個工藝的運行效果，因此應結合各水質的特點，尋找有效的方法減輕膜污染、保證膜的使用壽命、維持膜生物反應器的正常運轉是一項長期任務。
MBR技術處理制藥廢水、啤酒廢水、屠宰廢水等具有良好的應用價值，不僅能有效減輕制藥廢水、啤酒廢水、屠宰廢水等造成的環境污染，還對城市經濟的可持續性發展具有重要的經濟效益、環境效益和社會效益。隨著膜制造技術的進步，膜質量的提高和膜制造成本的降低，MBR膜技術的工程投資也會隨之降低。因此，從長遠的來看，MBR膜處理技術在污水處理中將得到廣泛的應用。膜生物反應器將是替代傳統廢水處理技術強有力的競爭者。
