目前，污水處理中常見的生化法有傳統(tǒng)活性污泥法或改進型的活性污泥法，如SBR、氧化溝等工藝，但無論是傳統(tǒng)活性污泥法還是改進型的活性污泥法，都存在污泥和微生物會隨排水流失的問題。盡管泥水分離在二沉池中依靠重力沉降作用完成，但是其分離效率完全依賴于活性污泥的沉降特性。污泥的沉降特性除了與水質有關外，還取決于曝氣池的運行狀況，所以要改善污泥的沉降特性，必須嚴格控制曝氣池的操作條件，特別是要防止絲狀菌增殖引起污泥沉降性變差等現(xiàn)象發(fā)生。另一方面，由于經(jīng)濟因素的制約，二沉池的容積不可能很大，所以污泥濃度不會很高，一般在4~6g/L，因而也限制了系統(tǒng)中污染物的去除率。

膜生物反應器(MBR)以膜單元(超濾膜或微濾膜)取代二沉池，所有的懸浮物和膠體都被膜分離截留，污泥的沉降特性不會影響到出水水質。另一方面，膜分離單元增加了曝氣池中活性污泥的濃度，提高了生物降解的速率，同時也降低了比負荷率(進水污染物負荷/生物量，即F/M比值)，并減少了剩余污泥的產(chǎn)生量。膜生物反應器工藝利用膜分離的截留作用，基本上可解決傳統(tǒng)活性污泥法存在的問題。

膜生物反應器工藝的優(yōu)點

(1)設備緊湊，占地少，基本解決了污泥的膨脹問題;膜生物反應器的污泥濃度、容積負荷都遠高于傳統(tǒng)活性污泥法，所以膜生物反應器和處理系統(tǒng)所占的體積要小于傳統(tǒng)活性污泥法。傳統(tǒng)活性污泥法的F/M值在0.05-1.5kgBOD/kgMLSS·d之間，而通常膜生物反應器的F/M值小于0.2kgBOD/kgMLSS·d。膜生物反應器系統(tǒng)在這樣低的F/M值下運行，是因為泥齡相當長，MLSS可高達20g/L。在膜生物反應器工藝中，由于膜為固液分離提供了絕對的保證，排水的質量與生物絮體的沉降性沒有關聯(lián)，所以，膜生物反應器工藝基本上解決了活性污泥法的污泥膨脹問題。

(2)出水水質好，可直接回用。由于膜的高效截留，出水中懸浮固體的濃度基本為零;對游離菌體和一些難降解的大分子顆粒狀物質有截留作用，生物反應器內生物相豐富，如代謝時間較長的硝化菌得以富集，原生動物和后生動物也能生長;膜出水不受生物反應器中污泥膨脹等因素的影響，因此MBR的出水質量高，可滿足回用水水質的要求，出水中SS低于檢測限，有毒的微污染物(如殺蟲劑、多環(huán)芳烴等)幾乎全部被吸附在污泥上，因此可與SS同時被去除。

(3)生物處理單元中污泥濃度高、泥齡長，對有機物的去除率高。

(4)對于氮、磷污染物有較高的去除率。膜生物反應器工藝對氮和磷等營養(yǎng)物的去除效率亦優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，膜生物反應器工藝出水的氨態(tài)氮(NH4+-N)的含量相當?shù)停^大多數(shù)膜生物反應器系統(tǒng)都可以實現(xiàn)幾乎完全的硝化反應。

(5)污泥產(chǎn)量少。對于傳統(tǒng)的活性污泥法，過長的污泥齡將會導致出水中懸浮固體的增加。而MBR中由于膜的截留作用，長污泥齡運行并不影響出水水質。剩余污泥量的減少，可以降低污泥處理費用，簡化污水處理工藝操作，特別是對于小型污水處理廠和分散的污水處理設施，其優(yōu)越性更為突出，可大大降低對剩余污泥處置的費用。但MBR污泥的絮體較小且粘度較高。

另外，膜生物反應器還具有操作簡便、可自控、易于實現(xiàn)自動控制運行、無需專業(yè)人員操作、管理簡單等優(yōu)點。

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