膜技术在废水处理中的应用也向综合利用方向转变，一些新的膜工艺不断地得到开发研究，如膜软化、渗透汽化、膜蒸馏、膜生物反应器、仿生膜及生物膜等工艺的研究工作不断深入。这些研究工作既以充分回收利用废水中的有价资源为目的，又在一定程度上推进了废水的深度处理，具有重大的环境效益和经济效益。随着我国膜工业产业化水平的提高，国产的反渗透膜、超滤膜、微滤膜的品质快速提升，使得国外的一些反渗透膜、超滤膜、微滤膜的价格也在逐步下降，这也进一步促进了膜技术在污水资源化利用工程中的大规模应用。2008年北京奥运会，“鸟巢”雨洪综合利用工程，系统收集的雨水经过砂滤、超滤、纳滤三重净化步骤，回收利用，为我国膜技术在污水资源化领域的大规模应用推广创造了千载难逢的机会，膜技术为“绿色奥运”做出了巨大的贡献。

膜生物反应器技术是膜技术在污废水处理应用中最为广泛和实用的技术。

5.2.1膜生物处理(MBR)技术概述

5.2.1.1膜生物反应器的工作原理

膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结合的生化反应系统，即利用分离效果非常好的膜分离系统代替传统好氧生物处理工艺中的二沉池，提高泥水分离效果，可以获得很高的出水水质。

5.2.1.2膜生物反应器特点

与传统生物法相比，膜生物反应器具有以下主要特点：

①膜的高效截留作用可使出水悬浮物浓度极低；

②可以使SRT与HRT完全分开，在维持较短的HRT的同时，又可保持极长的SRT；

③可以维持很高的MLSS；

④膜分离可使废水中的大分子颗粒状难降解物质在反应器内停留较长的时间，最终得以去除；

⑤可溶性大分子化合物也可以被截留下来，不会随出水流出而影响出水水质，最终也可以被降解；

⑥膜截流的高效性可以使世代时间长的如硝化菌等在生物反应器内生长，因此脱氮效果较好。

5.2.1.3MBR的净化效能

①经过膜组件的截留可有效去除水中的细菌和病毒。

②SRT长对总磷去除效果不好，但通过纯氧曝气来提高好氧段磷的吸收，通过缩短厌氧时间和延长好氧时间来提高系统除磷效果。

③污泥被全部截留在反应器内使得SRT很长，创造适宜条件可以实现同步硝化反硝化，因此可以去除含氮有机物。

④比传统活性污泥法在更短的停留时间内对有机污染物达到更好的去除效果。

5.2.1.4膜生物反应器中适用的膜材料与膜组件

在膜生物反应器中，膜材料与膜组件的选择原则是：成本低，通量大，抗污染性强，强度高，便于清理和更换。膜污染是影响系统长期运行的关键，不仅取决于过滤原液的性质，而且与膜的特性也相关，如膜材质、膜组件的结构和尺寸、膜通量以及膜表面的水流紊流性。

膜材料和膜组件形式的选择取决于采用什么样的膜生物反应器。目前在膜生物反应器的研究与实际应用中可以选用如表5-3所示。对于固液分离膜生物反应器，如果是一体式，可采用中空纤维膜、板框式和管式膜；如果是分置式，多采用管式、板框式膜，膜种类基本上是微滤膜和超滤膜，使用的膜材质有聚乙烯、聚丙烯腈等。曝气膜-生物反应器目前基本使用的有两种，即透气性致密硅树脂膜和疏水性微孔膜。对于萃取膜-生物反应器，主要采用致密的硅树脂膜和复合膜。各种膜组件的主要特征见表5-4。

表5-3 膜生物反应器中的适用膜组件与膜材料

表5-4 几种膜组件的特性比较

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文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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