1、 膜生物反应器工作原理

膜生物反应器是常规活性污泥法的进一步发展。它主要由膜组件和生物反应器两部分组成，大量的微生物(活性污泥)在膜生物反应器内与基质(废水中的可降解有机物等)充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离。生物处理系统和膜组件的有机结合，不仅提高了系统的出水水质和运行的稳定性，还延长了大分子物质在生物反应器中的水力停留时间，使之得到最大限度的降解，并加强了系统对难降解物质的去除效果。

2、MBR的类型

MBR按结构可分为三类：膜曝气生物反应器(MABR)、萃取膜生物反应器(EMBR)、膜分离生物反应器(MSBR)，目前MABR和EMBR还处在实验室阶段，尚无实际的工程应用，MSBR是应用最广泛的一种。

膜组件中的膜根据膜材料化学组成的不同可分为有机膜和无机膜。根据膜孔径大小的不同可分为微滤膜和超滤膜，按膜形状的不同可分为平板膜、管式膜和中空纤维膜。按照膜组件的放置方式，MBR可分为分置式（旁流式）MBR和一体式（浸没式）MBR。

1989年，日本学者Yamamoto等首先开发了一体式MBR，主要应用于市政和工业废水的处理，其最大特点是运行能耗低，且具有结构紧凑、体积小等优点；但单位膜的处理能力小，膜污染较重，透水率较低。分置式MBR的膜组件形式一般为平板式和管式，目前主要应用于工业废水的处理，其特点为：运行稳定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更换及增设，但动力消耗较高。与分置式相比，浸没式可用于大规模的废水处理厂。这也是浸没式膜组件得以广泛应用的原因，目前世界上约有55％使用浸没式MBR。

近年出现的新型气升循环分体浸没式MBRE ，其特点是膜单元与生物反应器分置，便于系统维修和膜清洗，膜清洗时对生物反应器工作状态影响很小；生物反应器与膜单元之间的循环无需循环泵；膜组件采用浸没式，保留了浸没式膜生物器低能耗的特点。该工艺可处理浓度较低的化粪池上清液，出水经简单后处理就可达到建设部颁布的生活杂用水回用标准。

按照是否需氧可分为好氧MBR和厌氧MBR。好氧MBR工艺的实际商业应用最早出现在20世纪70年代末期的北美，紧接着出现在80年代早期的日本，差不多也在这个时候，厌氧MBR工艺在南非和日本进人了工业污水处理市场，而在欧洲好氧MBR工艺直到80年代中期才第一次出现。好氧MBR出水水质高，出水适于回用，操作简单和占地面积小等优点使其得到了广泛的商业化应用。据报道世界上约有98％以上的工程是膜分离工艺与好氧生物反应器相结合。一般来说，好氧MBR负荷率一般在1．2～4．2 kgCO D／(m3 .d)之间，厌氧MBR负荷率在2．9～50 kgCOD／(m3.d)之间，因此厌氧MBR特别适合处理高浓度有机废水，而用好氧MBR是不可替代的。厌氧MBR可作为特种废水或难降解废水的前处理过程，再根据水质的类型，结合好氧MBR、纳滤和反渗透进行处理，使出水达标排放 。

我国对MBR的研究起步较晚，但发展迅速。自1993年中国科学院生态环境研究中心开始膜生物反应器的研究工作以来，也进行了大量理论和应用研究。研究内容集中于膜工艺的开发和膜污染的防治等。目前，国内较活跃的MBR废水处理研究机构有中科院、清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学、华东理工大学等单位。