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摘要：膜生物反應器(MembraneBioreactor，簡稱MBR)由膜組件和生物反應器組成，是傳統活性污泥法與膜分離技術結合的一種新型高效工藝。文章介紹了MBR的原理及工藝特點，分類總結了MBR在廢水處理領域的應用及研究情況，并對未來MBR技術研究的方向進行了探討。
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1MBR原理及工藝特點
MBR是一種由膜過濾取代傳統生化法中二沉池的生物處理技術。在傳統的廢水生物處理過程中，泥水分離在二沉池中靠重力作用完成，其效率由活性污泥的沉降性能決定，而污泥沉降性取決于曝氣池的運行情況。為滿足對固液分離的要求，傳統生化法中曝氣池無法維持高污泥濃度，因此限制了生化反應速率及處理負荷。MBR集合了膜分離及生物處理兩種技術的優點，用超濾或微濾膜代替二沉池，在去除懸浮物改善出水水質的同時，通過膜分離將二沉池無法截留的游離細菌和大分子有機物阻隔在生化反應池內。由于膜的截留作用，增殖速度慢的細菌在生化池中有效富集，提高生物相濃度及對污染物的去除效果。目前，已開發的MBR共分為五類，包括膜-酶生物反應器及固液分離膜、萃取膜、滲透膜、無泡曝氣膜生物反應器[1]。與活性污泥法相比，MBR具有以下特點：（1）固液分離效率高，有機物去除率高，還可去除細菌等致病微生物，出水水質好。（2）由于膜的作用，微生物被*截留在反應器內，反應器內可以保持高的MLSS，污泥停留時間長，使增殖緩慢的微生物充分生長繁殖。從而使反應器運行更穩定、控制更靈活、各種污染物的去除率更高。（3）耐負荷沖擊。污泥產生量少。
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自上世紀中期以來，各國均加大了對MBR的研發力度，較大的提高了其在水處理領域的實用性。目前在國內外水處理領域，MBR的應用已較為廣泛。
近年來，MBR用于處理生活污水的研究較多。劉強等[2]采用MBR處理某居民小區生活污水，HRT為10h，膜通量為10L/（m2•h），進水COD為343mg/L～380mg/L時，對COD、氨氮、TP的平均去除率分別大于95%、97%、75%。目前，不少單位均已開發了一體化MBR裝置，適用于村莊、住宅區、飯店、賓館、旅游景區等生活污水的處理。楊衛等[3]采用倒置A2/O+MBR一體化裝置處理農村生活污水，對COD、BOD5、氨氮、SS的去除率達92%、96%、95%、97%以上，對TN、TP的去除率也達71%和88%，出水水質指標可以滿足城鎮污水處理廠一級A標準。
2.2MBR在工業廢水處理中的應用
高濃度的工業廢水處理是世界性技術難題，應用MBR技術有其特定優勢。某市開發區污水處理廠升級改造中試采用倒置A2/O+MBR的處理工藝[4]，處理對象包括開發區的生物、醫藥、電子等工業廢水，膜為聚偏氟乙烯材質的中空纖維膜，COD、SS、TN、TP的去除效果分別大于92%、95%、54%、88%，其出水水質滿足城鎮污水處理廠一級排放標準。李亮等[5]采用電絮凝+MBR工藝處理石化工業廢水，MBR工藝在HRT為6h，DO控制在2.0mg/L～2.5mg/L的條件下，COD、石油類去除率達70%以上，BOD和氨氮去除率在80%以上，出水水質滿足中水回用標準。
2.3MBR在垃圾滲濾液處理中的應用
垃圾滲濾液為高含氮高濃度有機廢水，其水質水量隨氣候、場齡等條件的變化而劇烈變化，是目前處理難度高的廢水之一。某生活垃圾無害化填埋場采用曝氣脫氨/MBR/納濾工藝處理滲濾液[6]，規模為260m3/d，垃圾滲濾液經處理后出水水質滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》中滲濾液排放的要求，運行效果穩定，具有較強的耐沖擊負荷能力。
相對于傳統活性污泥法和SBR等工藝，MBR在廢水處理領域是一項新技術、新工藝。由于其優點顯著，得到了廣泛的研究和應用。隨著對MBR工藝研究的深入、工程運行經驗的總結、日益嚴格的環保要求、日益嚴峻的水資源形勢，MBR工藝將在生活污水處理與再生、工業廢水處理與回用等領域將愈發的具有競爭優勢。優異的性能使MBR技術在實際工程中取得了一定的成績，但仍面臨諸多挑戰，尚需對MBR技術的應用進行進一步研究，主要包括：（1)膜污染形成機理，探索有效、簡便的方法以控制和減緩膜污染的發生與發展；(2)降低膜的生產成本、提高膜強度和膜壽命，對膜組件的研究應朝著處理能力大、能耗低的方向發展；(3)膜組件的更換與標準化。
農作物有機肥是我國傳統農業中極為重要的肥料來源，其中，在我國秸稈還田的施行為廣泛。秸稈還田一般與化肥配合施用，與單施化肥相比，秸稈與氮肥混合施用于稻田(水田)NH3 揮發增加18.2%～20.6%，在水田中，由于秸稈和作物阻礙了肥料下滲，導致NH3 揮發增加。秸稈與氮肥混合施用于玉米田(旱田)NH3 揮發卻減少0.37%～1.17%，一方面，秸稈配施化肥增加了石灰性土壤的尿素水解速率，縮短了尿素的NH3 揮發時間，導致旱田NH3 排放減少，另一方面，秸稈減少了肥料與大氣接觸面積，降低了地表風速，從而抑制NH3 揮發。
