2026年1月10日1膜生物反應(yīng)器技術(shù)2026年1月10日2主要內(nèi)容概述膜與膜技術(shù)基礎(chǔ)膜生物反應(yīng)器工藝膜污染與防治膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用2026年1月10日3概述——膜生物反應(yīng)器特點(diǎn)2026年1月10日4重力式沉淀池處理廢水的幾個(gè)問題由于沉淀池固液分效率不高,曝氣池內(nèi)的污泥難以維持到較高濃度；處理裝置容積負(fù)荷低，占地面積大；處理出水水質(zhì)不夠理想切不穩(wěn)定；傳氧效率低，能耗高；剩余污泥產(chǎn)量大；管理操作復(fù)雜。2026年1月10日5膜生物反應(yīng)器技術(shù)的特點(diǎn)

污泥停留時(shí)間（SRT）可控；污泥濃度高；有機(jī)物降解時(shí)間可控；出水水質(zhì)好；設(shè)備緊湊，占地少；過程控制可自動(dòng)化。2026年1月10日6

膜生物反應(yīng)器處理廢水特點(diǎn)生物降解能力強(qiáng)，處理效果好；出水水質(zhì)好,可達(dá)到國家生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ251-89)；停留時(shí)間充分，去除效率高；剩余污泥量少；自控方便。2026年1月10日7膜生物反應(yīng)器技術(shù)來由膜技術(shù)

傳統(tǒng)的活性污泥法

膜生物反應(yīng)器2026年1月10日8近幾年來膜生物反應(yīng)器進(jìn)展擴(kuò)大了膜生物反應(yīng)器的適用范圍，探求合適的工作條件和工藝參數(shù)；提高了膜組件的性能，并從膜生物反應(yīng)器的構(gòu)型上盡可能為膜的穩(wěn)定工作創(chuàng)造條件，主要是為減輕膜堵塞程度，提高膜通量和截留率；降低處理工藝的動(dòng)力損耗，使其成為節(jié)能型新工藝。2026年1月10日9膜與膜技術(shù)基礎(chǔ)2026年1月10日10以壓力差為推動(dòng)力的膜過程

膜過程壓力差(MPa)微濾(MF)0.015～0.2超濾(UF)0.1～0.5納濾(NF)0.5～2.0反滲透(RO)1.5～10.0氣體分離（GS)1.5～10.0滲透汽化（PV)0.1～1kPa（下游側(cè)）蒸汽滲透(VP)0.2～0.62026年1月10日11膜生物反應(yīng)器用膜材料2026年1月10日12生物反應(yīng)用膜的選擇原則2026年1月10日13膜生物反應(yīng)器組件類型板框式（Plate-framemodule）折疊式(Pleatedsheetmodule)中空纖維式(Hollowfibermodule)管式（tubemodule）卷式(Spiral-woundmodule)轉(zhuǎn)盤式(circulardialmodule)

目前，應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)的膜組件主要為中空纖維式和板框式二大類。2026年1月10日14膜生物反應(yīng)器用膜材料與結(jié)構(gòu)2026年1月10日15中空纖維膜組件內(nèi)徑40～200μm,外徑80

～400μm2026年1月10日16中空纖維膜組件2026年1月10日17聚丙烯中空纖維膜膜片2026年1月10日18膜組件元器件2026年1月10日19板框式膜組件1.頂板2.填圈3.復(fù)合膜4.多孔板5.板框6.分布板7.螺桿8.進(jìn)料口9.板框10.滲透氣出口11.分布槽12.進(jìn)料流2026年1月10日20卷式膜組件MTRCo.,USA2026年1月10日21等溫PVAP管式陶瓷膜組件ICOM’2002會(huì)議資料,7-12July2002,Toulouse,France2026年1月10日22膜生物反應(yīng)器工藝2026年1月10日23膜生物反應(yīng)器的分類在膜生物反應(yīng)器中，酶、細(xì)胞或微生物可以三種形態(tài)存在：溶解酶和懸浮細(xì)胞的游離態(tài)，膜表面或膜內(nèi)酶蛋白凝膠以及膜截留細(xì)胞層的濃集態(tài)，以吸附、鍵合或包埋方式固定在膜表面或膜腔內(nèi)的酶或細(xì)胞的呈固定化態(tài)；2026年1月10日24生物膜與膜－生物反應(yīng)器的傳遞形式

流動(dòng)控制型

擴(kuò)散型

S-底物，P-滲透物2026年1月10日25膜生物反應(yīng)器及其分類

按生物反應(yīng)器與膜單元結(jié)合方式分：分置式系統(tǒng)一體式系統(tǒng)隔離式系統(tǒng)2026年1月10日26分置式與一體式膜生物反應(yīng)器2026年1月10日27各種膜生物反應(yīng)器2026年1月10日28無泡曝氣MBR工藝2026年1月10日29萃取MBR工藝2026年1月10日30分置式與一體（內(nèi)置）式膜-生物反應(yīng)器工藝簡圖2026年1月10日31旋轉(zhuǎn)流膜分離器2026年1月10日32旋轉(zhuǎn)流和一體式膜生物反應(yīng)器透水量比較2026年1月10日33氣升循環(huán)分體式膜生物反應(yīng)器2026年1月10日34逆向滲透式膜生物反應(yīng)器2026年1月10日35旋轉(zhuǎn)式膜生物反應(yīng)器2026年1月10日36浸入式中空纖維膜反應(yīng)器2026年1月10日37膜污染2026年1月10日38膜污染的防治造成膜污染的主要原因：污染物質(zhì)在膜表面或孔內(nèi)的吸附、或微粒在膜孔內(nèi)的不可逆堵塞；膜表面的濃差極化。2026年1月10日39膜污染的影響因素2026年1月10日40膜污染的防治優(yōu)化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行膜清洗物理清洗化學(xué)清洗2026年1月10日41膜污染的防治預(yù)處理物理處理：原水經(jīng)格柵處理后，原水中的懸浮顆粒物可以除去近一半，并可去除少量COD，減輕膜污染；化學(xué)處理：通過加入一些化學(xué)試劑，改變pH值等，出去離子沉淀。2026年1月10日42膜污染的物理清洗膜的反沖洗指在膜工作了一段時(shí)間后，在膜的透出水面施加一個(gè)反沖洗壓力Pb，在Pb驅(qū)動(dòng)下，清洗水反向穿過膜，將膜孔中的堵塞物洗脫，并使膜表面的濾層懸浮起來，然后被水沖走。反沖洗具有防止與疏通膜纖維堵塞、減小膜阻力，提高透水率及透水率穩(wěn)定性的作用。2026年1月10日43防治膜污染的主要途徑污染后的膜需要采用適當(dāng)?shù)姆椒ɑ謴?fù)其通量。目前，回復(fù)通量的方法有物理清洗和化學(xué)清洗兩種。采用化學(xué)清洗時(shí)，由于使用的化學(xué)試劑容易造成二次污染，不便于工程上的運(yùn)行，因此，在實(shí)際過程中應(yīng)用較少。當(dāng)前，物理清洗是消除膜污染的主要方法。2026年1月10日44膜過濾的影響因素

膜性質(zhì)料液性質(zhì)膜分離的操作條件2026年1月10日45膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)2026年1月10日46膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)曝氣池容積與膜面積比污泥負(fù)荷率污泥濃度膜通量2026年1月10日47污泥負(fù)荷率污泥負(fù)荷率

N=Q·S0/V·X

式中：N：污泥負(fù)荷率[kg（BOD5）/kg（MLSS）d]；V：曝氣池的容積（m3）；X：曝氣池污泥濃度（mg/L）；S0：曝氣池進(jìn)水BOD5（mg/L）；Q：進(jìn)水流量（m3/d）。2026年1月10日48污泥濃度計(jì)算根據(jù)膜過濾凝膠極化模型，當(dāng)過濾達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，膜界面污泥濃度達(dá)到臨界值而不再變化，J=klog（Xg/X）式中，Xg：膜界面污泥濃度（mg/L）；X：混合液污泥濃度（mg/L）；K;傳質(zhì)系數(shù)（m3/m2·d）。2026年1月10日49曝氣池容積與膜面積比曝氣池容積與膜面積比V/A=（J·S0）/（N·X）其與同污泥負(fù)荷率、膜穩(wěn)態(tài)通量、污泥濃度、進(jìn)水有機(jī)物濃度有關(guān)2026年1月10日50

膜通量計(jì)算膜通量

J=Q/A式中，

J：膜穩(wěn)態(tài)通量（m3/m2·d）；

A：膜面積（m2）；

Q：膜透過水量（m3/d）。2026年1月10日51水力停留時(shí)間(HRT)當(dāng)膜面積一定時(shí)，膜生物反應(yīng)器水力停留時(shí)間代表了其處理能力。隨著膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行，膜通量的變化實(shí)際上是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過程，決定了水力停留時(shí)間在一定范圍內(nèi)的變化。2026年1月10日52泥齡（θc)細(xì)胞的平均停留時(shí)間，是微生物在爆氣池中的平均培養(yǎng)時(shí)間。在間歇過程中

θc＝HRT

在連續(xù)處理過程中

θc>>HRT

在膜生物反應(yīng)器中

θc進(jìn)一步提高（可調(diào)）2026年1月10日53污泥停留時(shí)間膜分離延長了生物反應(yīng)器的活性污泥的停留時(shí)間，降低了污泥產(chǎn)率，提高了容積硝化及有機(jī)物去除能力。但是活性污泥相對(duì)活菌數(shù)減少，細(xì)菌比活性降低。較低的多糖比也說明污泥相對(duì)老化。SRT愈長，細(xì)菌被循環(huán)次數(shù)愈多，失活的可能性愈大。顯然，從維持生物活性的角度出發(fā)，對(duì)膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)宜定期適量排泥，以提高污泥活性。2026年1月10日54污泥指數(shù)（SVI）

污泥指數(shù)又稱污泥溶劑指數(shù)，指曝氣池混合液經(jīng)30分鐘沉淀后，1克污泥所占有得沉淀污泥容積得毫升數(shù)，可用下式計(jì)算式中：

SV

為污泥沉降比：指體定量地嚗氣池混合液靜置30分鐘后，沉淀污泥與原混合液之體積比，通常曝氣池混合液地沉降比范圍為15－30％。2026年1月10日55不同形式膜生物反應(yīng)器的技術(shù)參數(shù)2026年1月10日56HRT對(duì)BOD5去除率的影響從上表中可看出，HRT的變化雖然使出水水質(zhì)有所波動(dòng)，但BOD5去除率都在95%以上。這是由于曝氣池內(nèi)污泥濃度較高，有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力；另外，膜及其表面形成的凝膠層也可截留大分子有機(jī)物，保證出水水質(zhì)。2026年1月10日57膜生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)概述對(duì)于膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)，其技術(shù)參數(shù)涉及生物反應(yīng)器與膜組件兩部分。對(duì)生物反應(yīng)器部分，其控制參數(shù)包括：溫度、pH、水力停留時(shí)間（HRT）、污泥停留時(shí)間（SRT）、污泥濃度（MLSS）和污泥負(fù)荷等；對(duì)膜組件，則涉及膜材料、膜孔徑及結(jié)構(gòu)、膜組件形式等的選擇，操作壓力、膜面流速、透水率、反清洗時(shí)間和反洗周期等操作參數(shù)。2026年1月10日58膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用2026年1月10日59

膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用高濃度有機(jī)廢水養(yǎng)殖屠宰廢水生活污水處理2026年1月10日60膜生物反應(yīng)器處理廢水2026年1月10日61膜生物反應(yīng)器其他應(yīng)用中空纖維膜用于（動(dòng)物、植物）細(xì)胞培養(yǎng)酶膜生物反應(yīng)器用于蛋白質(zhì)的水解酶膜生物反應(yīng)器用于產(chǎn)物的合成酶膜生物反應(yīng)器用于手性物拆分酶與微生物膜反應(yīng)器用于有機(jī)廢氣的生物轉(zhuǎn)化2026年1月10日62啞鈴型中空纖維膜組件2026年1月10日63中空纖維膜組件用于細(xì)胞培養(yǎng)2026年1月10日64中空纖維及平板式膜組件2026年1月10日65微生物膜反應(yīng)器

培養(yǎng)基CO2微生物中空纖維2026年1月10日66膜生物反應(yīng)器處理各種廢水過程2026年1月10日67酶膜生物反應(yīng)器用于蛋白質(zhì)的水解2026年1月10日68酶膜生物反應(yīng)器用于產(chǎn)物的合成2026年1月10日69酶膜生物反應(yīng)器用于手性物拆分2026年1月10日70植物細(xì)胞培養(yǎng)2026年1月10日71動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)2026年1月10日72膜生物反應(yīng)器的某些中試應(yīng)用2026年1月10日73膜生物反應(yīng)器處理廢水應(yīng)用實(shí)例城市污水的處理工業(yè)有機(jī)廢水的處理2026年1月10日74城市污水的處理生活污水回用中的應(yīng)用由于應(yīng)用于此中場合的污水處理系統(tǒng)除要求回用的處理水必須有良好的水質(zhì)，同時(shí)還要求污水處理系統(tǒng)流程簡單，占地小，穩(wěn)定性高，管理方便。要達(dá)到上述回用水的水質(zhì)要求，通常必須進(jìn)行三級(jí)處理。然而三級(jí)處理的費(fèi)用相當(dāng)貴，以至于無法被廣泛采用。而膜生物反應(yīng)器則以低的多費(fèi)用就能達(dá)到這一要求。我國有人采用無機(jī)膜生物反應(yīng)器處理生活污水，出水水質(zhì)優(yōu)于生活雜用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2026年1月10日75城市污水的處理在糞便污水處理中的應(yīng)用糞便污水的特點(diǎn)是有機(jī)含量很高，因此，目前對(duì)其處理普遍采用傳統(tǒng)的反硝化處理方法，但是，由于MLSS濃度很高，固液分離過程不穩(wěn)定，其處理效果不佳。用超濾膜過濾（UMF）設(shè)計(jì)的膜生物反應(yīng)器能很好地解決這一問題。通常，這樣的MBR系統(tǒng)由三部分組成，包括接收單元、高效脫氮生物反應(yīng)器和深度處理單元（包括消毒）。2026年1月10日76工業(yè)有機(jī)廢水的處理有機(jī)物廢水的主要污染指標(biāo)是懸浮固體量SS和生化需氧量BOD5（以5天計(jì)算的BOD的含量）兩項(xiàng)，但不同種類工業(yè)廢水濃度相互間卻相差懸殊。除SS和BOD5外，與普通城市生活污水不同，工業(yè)有機(jī)廢水中往往含有毒性污染物和酸堿污染物等，如焦化廠廢水在含氰化物30~40mg/L和酚類物質(zhì)40~50mg/L；電鍍廢水中的六價(jià)鉻可高達(dá)100mg/L。2026年1月10日77工業(yè)有機(jī)廢水處理工藝的選擇2026年1月10日78膜生物反應(yīng)器的優(yōu)勢與