膜生物反應器是高效膜分離技術與活性污泥法相結合的高效污水處理技術，膜組件取代傳統的活性污泥處理系統中的二沉池，實現固液分離而無需污泥回流。一體化MBR是將膜組件置于生物反應器中內部，主要由預處理裝置、膜組件、生物反應器、供氣系統、控制系統及在線清洗系統等單元組成。

1、一體化膜生物反應器類型

       一體化膜生物反應器是把膜組件直接置于生物反應器內，通過真空泵或其它類型的泵抽吸，得到過濾液。一體式MBR體積小，運行能耗低，且曝氣時氣液向上的剪切力能夠實現錯流效果，也有采用一體式膜組件富集進行葉輪攪拌和膜組件自身的旋轉來實現錯流效應以及紊動，從而使污泥固體很難積聚在膜表面，不易堵塞膜纖維中心孔，同時還可以借助曝氣形成的剪切和紊動來控制膜表面固體的厚度。為了減少膜表面的污染，延長運行周期，一般泵的抽吸是間斷運行的。目前一體式MBR使用較為普遍，一般只用與好氧處理。中空纖維膜、管式陶瓷膜及平板式膜組件應用于一體式膜生物反應器中。

       此外，也有一體化復合式膜生物反應器，該反應器由膜組件和復合生物反應器組合而成，其中復合生物反應器由缺氧活性污泥和好氧生物系統組成，好氧區內裝有立體泡沫填料，加裝填料可以提高系統抗沖擊負荷能力，保證系統具有穩定的處理效果，減少膜污染，延長膜組件的清洗周期。特點為：復合生物反應器是由附著生物型微生物和懸浮生長型微生物構成的混合體系，可利用載體容易截留和附著量大的特點改善污泥沉降特性，克服污泥膨脹，改善膜的通透量；并使硝化菌優先附著在載體上，提高硝化效果，大大改善了污水處理能力和運行穩定性。

2、技術原理

       MBR工藝一般由膜分離組件和生物反應器組成，由于膜組件能將截留的污泥回流至生物反應器中，因此可以獲得長泥齡和高污泥濃度，有利于生長緩慢的固氮菌和硝化菌增殖。生物反應器一般由厭氧反應器和好氧反應器組成，膜組件置于好氧生物反應器內，通過膜對污染物的截留作用，使反應器內形成高濃度的生物種群，從而使污水中有機物進行代謝降解。膜腔內在抽吸泵或高低位水頭差的作用下形成負壓，由于膜的空腔大小一定，水體中一定粒度以上的污泥以及大分子物質被截留，水分子以及小分子物質可以通過膜孔進入膜腔，隨后在抽吸泵作用下經膜過濾出水，出水不含懸浮物。膜組件下方的曝氣系統對泥、水混合液進行曝氣，在提供微生物活動所需氧量的同時，產生的水汽合流還會對膜表面產生一定的水力沖刷作用，能夠有效抑制膜表面結垢和結泥，從而降低膜污染，確保穩定運行。

3、工藝特點

       一體式MBR在污水處理工藝中是一個獨立的處理單元和主體設備，在污水處理工藝中可以代替常規的二級生物處理或深度處理系統的二次沉淀池、過濾等過程，與普通生物處理法相比具有很大的優越性，具體表現在以下幾個方面：a、該工藝對污水中的有機污染物具有較高的去除效率，對大分子有機物、懸浮顆粒以及微生物有較好的去除效果，出水水質好；b、由于污水中的微生物別膜組件很好的截留下來，保持了較高的活性污泥濃度和微生物種群密度，使該工藝的脫氮除磷效果大大提高；c、該工藝的剩余污泥產量少，降低了污泥處理的費用；d、該工藝利用膜的截留作用代替二沉池，能夠快速高效的完成固液分離作用，同時也節省了占地面積；e、該工藝實現了水力停留時間與污泥停留時間的分離，使運行穩定性得到很大提高；f、該工藝流程簡單，結構緊湊，占地面積小；g、該工藝膜生物反應器中維持著較高濃度的MLSS，具有較高的抗沖擊負荷能力。

4、關鍵技術

       一體化MBR工藝的關鍵技術主要體現在選擇合適的膜組件及各生物處理單元的結合設計。不同材質的膜組件，由于其材質和孔徑的不同，在處理相同廢水的過程中表現出的分離特性、膜水通量、耐污染性、膜水通量衰減系數等都會有所不同。由于膜組件是一體化MBR工藝的核心部分，合理控制廢水對膜組件的污染至關重要。膜污染的主要危害表現在：a、膜通量下降，增加系統的能耗；b、當膜表面溶質濃度達到其飽和濃度時，便會在膜表面形成沉積或凝膠層，增加了膜分離阻力；c、破壞膜的內部結構，膜表面凝膠層或濾餅層的形成會改變膜的分離特性。

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