什么是 MBR 膜及其组合工艺？
什么是 MBR 流程？
膜生物反应器（Membrance Bioreactor Reactor，简称 MBR）是一种将膜分离和生物处理技术相结合的污水生物处理新工艺。
膜的种类很多，按分离机理分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等；按膜的性质分类，有天然膜（生物膜）和合成膜（有机膜和无机膜）；按膜的结构类型分类，有平板式、管式、螺旋式和中空纤维式等。
MBR 工艺在国内的研究现状
自上世纪 80 年代以来，膜生物反应器越来越受到重视，成为研究的热点之一。目前，该技术已在美国、德国、法国和埃及等国家得到应用，规模从6m3/d到13000m3/d不等。
中国对 MBR 的研究还不到十年，但进展非常迅速。国内对 MBR 的研究大致可分为几个方面：
(1）探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，将生物反应处理工艺从活性污泥法拓展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复合工艺、两相厌氧工艺等；
(2) 研究影响处理效果和膜污染的因素、机理和数学模型，探索合适的操作条件和工艺参数，尽可能减少膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性；
(3）扩大MBR的应用范围，MBR的研究对象从生活废水扩大到高浓度有机废水（食品废水、啤酒废水）和难降解工业废水（石油化工废水、印染废水等），但以处理生活废水为主。
MBR 工艺有哪些特点？
与传统的生化水处理技术相比，膜生物反应器具有以下主要特点：
1、高效固液分离，分离效果远优于传统沉淀池，出水水质好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现污水资源化。
2、高效的膜截留效应，使微生物被完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，运行控制灵活稳定。
3、由于 MBR 将传统污水处理中的曝气池和二沉池合二为一，取代了三级处理的所有工艺设施，因此可以大大减少占地面积，节省土建投资。
4、有利于硝化细菌的滞留和繁殖，系统硝化效率高。通过运行方式的改变，还可兼具除氨除磷功能。
5、由于泥浆的龄期可以很长，从而大大提高了难降解有机物的降解效率。
6、反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长污泥龄的条件下运行，剩余污泥产量极低，由于污泥龄可以无限长，理论上可以实现污泥零排放。
7、系统实现 PLC 控制，操作管理方便。
MBR 工艺有哪些组成部分？
通常所说的膜生物反应器实际上是三种反应器的总称：
曝气膜生物反应器（AMBR）；
萃取膜生物反应器（EMBR）；
固液分离膜-生物反应器（Solid/Liquid Separation MembraneBioreactor，SLSMBR，缩写 MBR）。
1.曝气膜
曝气膜-生物反应器（AMBR）采用透气致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水聚合膜）、板式或中空纤维式元件，在保持气体分压低于气泡点（Bubble Point）的情况下可实现对生物反应器的无气泡曝气。
该工艺的特点是提高了接触时间和氧气传输效率，有利于控制曝气过程，不受传统曝气中气泡大小和停留时间等因素的影响。
2.提取膜
萃取膜-生物反应器，又称萃取膜生物反应器（EMBR）。由于酸碱度较高或存在对生物有毒的物质，有些工业废水不适合直接与微生物接触处理；当废水中含有挥发性有毒物质时，如果采用传统的好氧生物处理工艺，污染物很容易随着曝气气流的挥发而发生气举现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。
废水和活性污泥被膜分离后，废水在膜内流动，而含有某种特殊细菌的活性污泥在膜内流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以通过膜被另一侧的微生物选择性降解。
由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元相互独立，各单元的水流相互影响小，生物反应器中的营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，水处理效果稳定。系统的运行条件（如 HRT 和 SRT）可控制在最佳范围内，以保持最大的污染物降解率。
3.固液分离膜
固液分离膜-生物反应器是水处理领域研究最为广泛的一类膜-生物反应器，是以膜分离工艺取代传统活性污泥法的二沉池水处理技术。它通过膜组件将固体有机物回流到反应器中，然后排出处理后的有机水。膜分离生物反应器的类型根据膜组件与生物反应器的位置可分为一体式膜生物反应器、分立式膜生物反应器、复合式膜生物反应器。
在传统的污水生物处理技术中，二沉池中的泥水分离是通过重力作用完成的，其分离效率取决于活性污泥的沉降性能，沉降性能越好，泥水分离效率越高。污泥的沉降性能取决于曝气池的运行条件，要提高污泥的沉降性能，必须严格控制曝气池的运行条件，这就限制了该方法的应用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池中的污泥不能保持较高的浓度，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）相互依存，增加容积负荷与减少污泥负荷往往形成矛盾。该系统在运行过程中还会产生大量剩余污泥，其处置成本占污水处理厂运行成本的 25% 至 40%。传统的活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀、出水含悬浮物、出水水质恶化等问题。
针对上述问题，膜生物反应器将分离工程中的膜分离技术与传统的污水生物处理技术相结合，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加和污泥中有效菌（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0），从根本上解决了传统活性污泥法存在的问题。同时，通过降低 F/M 比来减少剩余污泥的产生量（甚至为 0），从根本上解决了传统活性污泥法存在的诸多突出问题。
MBR 流程有哪些类型？
根据膜组件和生物反应器的组合，膜生物反应器可分为三种基本类型：分体式、集成式和复合式。(以下讨论的都是固液分离型膜生物反应器）
1.分离类型
膜组件和生物反应器是分开设置的。
生物反应器中的混合液体由循环泵加压，然后泵送至膜组件的过滤端。在压力作用下，混合液中的液体通过膜，成为系统的处理水；固体和大分子被膜截留，然后与浓缩液一起流回生物反应器。
2.整体式
膜组件置于生物反应器内。进水进入膜-生物反应器，混合物中的大部分污染物被活性污泥去除，然后在外部压力的作用下被膜从水中过滤出来。
这种形式的膜-生物反应器由于省去了混合液循环系统，且由水泵抽出，能耗相对较低；占地比分体式更紧凑，近年来在水处理领域受到特别关注。但一般膜通量相对较低，易被膜污染，膜污染后不易清洗和更换。
3.复合材料
其形式也属于一体式膜-生物反应器，所不同的是在生物反应器中加入填料，从而形成复合膜-生物反应器，改变了反应器的某些特性。
什么是 MBR 组合流程？
为了达到更好的废水净化效果，A2O 工艺和 MBR 工艺经常被组合成一个新的系统。
1.A2O-MBR 工艺
焦化废水是在焦化、高温干馏、煤气净化回收等过程中产生的。它含有挥发性酚类、多环芳烃（PAHs）、氧、硫、氮杂环化合物等，具有 COD 值高、酚值高、氨氮含量高的特点。
虽然A2O工艺是处理焦化废水最有效、应用最广泛的方法之一，但其出水难以达到国家污水综合排放标准。A2O-MBR 组合工艺的出现利用了膜法工艺的优势，进一步改善了出水水质。
2.A2OA-MBR 工艺
A2O/A-MBR 工艺常用于反硝化除磷，该工艺是在 A2O 工艺的基础上再设置一级缺氧池，废水通过碳膜完成生物反硝化除磷，然后利用二级缺氧池进行内源反硝化，进一步去除 TN，再利用膜池保证出水的好氧曝气作用。
3.AO-MBR 工艺
在 AO-MBR 系统中，分离出悬浮物和杂物的废水流入调节池以均衡水质和水量，然后进入沉淀池进行固液分离。上层水流中的清液流入 MBR 处理池，该处理池设计为 AO 系统：前段充分混合进水流，进行生物脱氮，后段进行生物降解和硝化，同时加碱，处理后的废水直接排放。
4.3A-MBR 工艺
3A-MBR 工艺是膜生物反应器技术与传统的厌氧、缺氧、好氧工艺相结合的一种新工艺，常用于污水的脱氮和脱磷净化，突出生物脱磷工艺的特点并相互促进，使整个系统在脱磷脱氮和去除有机物的效率上达到最大效果。
技术特点
充分提高膜反应池中活性污泥的高浓度，促进优势硝化细菌群落的形成，提高硝化效率，使氨氮去除彻底；通过自动控制，优化膜生物反应器污泥排放时间，合理控制泥龄，提高系统中生长缓慢的硝化细菌、反硝化细菌等专性生化菌的浓度，提高有机物除磷和反硝化效果；实现污泥好氧排放，避免磷的二次释放。提高除磷率。
5.A(2A)O-MBR 工艺
A(2A)O-MBR 工艺采用厌氧、第一缺氧、第二缺氧、好氧和膜池的工艺流程。A2O-MBR 工艺有两个缺氧区，通过控制进水点和回水点来调节两个缺氧区的功能。
进水方式采用厌氧区和第一缺氧区两点进水。回流方式采用三级两点回流，第一级是膜池的混合液回流到好氧区前端；第二级是好氧区的混合液回流到第一缺氧区和第二缺氧区；第三极是第一缺氧区的混合液混流到厌氧区。
6.SBR-MBR 工艺
SBR-MBR 工艺是将 SBR 和 MBR 结合起来形成的一种工艺，具有二者的优点，SBR 是一种改进的活性污泥处理工艺，利用膜元件的截留和过滤作用，反应中的微生物能最大限度地再现，有利于硝化细菌的生长，污泥生物活性高，吸附和降解有机物能力强。
SBR-MBR 工艺有进水、厌氧、好氧和沉淀五个系统，SBR 和 MBR 的工作为生物除磷脱氮提供了条件，还可以根据处理不同废水的需要进行控制，利用膜分离排水，提高了废水净化效率，也节省了时间。
| 膦酸盐抗垢剂、缓蚀剂和螯合剂 | |
| 氨基三亚甲基膦酸 (ATMP) | 化学文摘社编号：6419-19-8 |
| 1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸 (HEDP) | 化学文摘社编号：2809-21-4 |
| 乙烯二胺四（亚甲基膦酸） EDTMPA（固体） | 化学文摘社编号 1429-50-1 |
| 二乙三胺五（亚甲基膦酸）（DTPMPA） | 化学文摘社编号 15827-60-8 |
| 2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸 (PBTC) | 化学文摘社编号：37971-36-1 |
| 2-羟基磷酰基乙酸（HPAA） | 化学文摘社编号：23783-26-8 |
| 六亚甲基二胺四（亚甲基膦酸） HMDTMPA | 化学文摘社编号：23605-74-5 |
| 聚氨基聚醚亚甲基膦酸（PAPEMP） | |
| 双(六亚甲基三胺五(亚甲基膦酸)) BHMTPMP | 化学文摘社编号 34690-00-1 |
| 羟乙基氨基二亚甲基膦酸 (HEMPA) | 化学文摘社编号：5995-42-6 |
| 膦酸盐 | |
| 氨基三亚甲基膦酸四钠盐 (ATMP-Na4) | 化学文摘社编号：20592-85-2 |
| 氨基三亚甲基膦酸五钠盐 (ATMP-Na5) | 化学文摘社编号：2235-43-0 |
| 1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸单钠盐 (HEDP-Na) | 化学文摘社编号：29329-71-3 |
| (HEDP-Na2) | 化学文摘社编号：7414-83-7 |
| 1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid 四钠盐 (HEDP-Na4) | 化学文摘社编号：3794-83-0 |
| 1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸钾盐 (HEDP-K2) | 化学文摘社编号 21089-06-5 |
| 乙烯二胺四（亚甲基膦酸）五钠盐 (EDTMP-Na5) | 化学文摘社编号：7651-99-2 |
| 二乙三胺五（亚甲基膦酸）七钠盐 (DTPMP-Na7) | 化学文摘社编号：68155-78-2 |
| 二乙三胺五（亚甲基膦酸）钠盐 (DTPMP-Na2) | 化学文摘社编号 22042-96-2 |
| 2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸钠盐 (PBTC-Na4) | 化学文摘社编号：40372-66-5 |
| 六亚甲基二胺四（亚甲基膦酸）钾盐 HMDTMPA-K6 | 化学文摘社编号：53473-28-2 |
| 部分中和的双六亚甲基三胺五亚甲基膦酸钠盐 BHMTPH-PN(Na2) | 化学文摘社编号：35657-77-3 |
| 聚羧基祛垢剂和分散剂 | |
| 聚丙烯酸 (PAA) 50% 63% | 化学文摘社编号 9003-01-4 |
| 聚丙烯酸钠盐 (PAAS) 45% 90% | 化学文摘社编号 9003-04-7 |
| 水解聚马来酸酐 (HPMA) | 化学文摘社编号：26099-09-2 |
| 马来酸与丙烯酸的共聚物（MA/AA） | 化学文摘社编号：26677-99-6 |
| 丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPS） | 化学文摘社编号 40623-75-4 |
| TH-164 磷羧酸（PCA） | 化学文摘社编号：71050-62-9 |
| 可生物降解的阻垢剂和分散剂 | |
| 聚环氧丁二酸钠（PESA） | 化学文摘社编号：51274-37-4 |
| 化学文摘社编号 109578-44-1 | |
| 聚天门冬氨酸钠盐 (PASP) | 化学文摘社编号：181828-06-8 |
| 化学文摘社编号：35608-40-6 | |
| 杀菌剂和杀藻剂 | |
| 苯扎氯铵（十二烷基二甲基苯扎氯铵） | 化学文摘社编号：8001-54-5、 |
| 化学文摘社编号：63449-41-2、 | |
| 化学文摘社编号：139-07-1 | |
| 异噻唑啉酮 | 化学文摘社编号：26172-55-4、 |
| 化学文摘社编号：2682-20-4 | |
| 四羟甲基硫酸磷（THPS | 化学文摘社编号：55566-30-8 |
| 谷氨酸醛二乙二醇 | 化学文摘社编号 111-30-8 |
| 缓蚀剂 | |
| 甲苯三唑钠盐（TTA-Na） | 化学文摘社编号：64665-57-2 |
| 甲苯三唑（TTA） | 化学文摘社编号：29385-43-1 |
| 1,2,3-苯并三唑钠盐（BTA-Na） | 化学文摘社编号 15217-42-2 |
| 1,2,3-苯并三唑 (BTA) | 化学文摘社编号：95-14-7 |
| 2-巯基苯并噻唑钠盐（MBT-Na） | 化学文摘社编号 2492-26-4 |
| 2-巯基苯并噻唑（MBT） | 化学文摘社编号 149-30-4 |
| 氧气清除器 | |
| 环己胺 | 化学文摘社编号：108-91-8 |
| 吗啉 | 化学文摘社编号 110-91-8 |
| 其他 | |
| 二乙基己基磺基琥珀酸钠 | 化学文摘社编号：1639-66-3 |
| 乙酰氯 | 化学文摘社编号 75-36-5 |
| TH-GC 绿色螯合剂（谷氨酸，N,N-二乙酸，四钠盐） | 化学文摘社编号 51981-21-6 |