膜生物反應器(MBR)是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術中，泥水分離通常是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況，改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在1.5～ 3.5g/L 左右，從而限制了生化反應速率。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的25%～40%。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。MBR 將分離工程中的膜分離技術與傳統(tǒng)廢水生物處理技術有機結(jié)合，大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優(yōu)勢菌群)的出現(xiàn)，提高了生化反應速率。同時，通過降低F/M 比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。
浸沒式MBR 根據(jù)生物處理的技術要求，可分為兩種組成形式：第一種有兩個生物反應池，其中一個為硝化池，另一個為反硝化池。膜組件浸沒于硝化反應器中，兩池之間通過泵來更新要過濾的混合液。該組合方式基于以下原因：
① 可以提供配套的膜和設備，便于舊系統(tǒng)的更新改造；
② 將膜浸沒于硝化池作為好氧區(qū)，而反硝化池作為缺氧區(qū)以實現(xiàn)硝化－反硝化目的；
③ 便于將膜隔離進行清洗。
第二種組合最簡單，直接將膜組件置于生物反應器內(nèi)，通過真空泵或其它類型的泵抽吸，得到過濾液。為減少膜污染，延長運行周期，一般泵的抽吸是間歇運行的。MBR利用曝氣時氣液向上的剪切力來實現(xiàn)膜面的錯流效果，與分置式相比，它的最大特點是運行能耗低。
普朗膜（PLUMEM）根據(jù)不同的行業(yè)需求，可以分別提供外置式和內(nèi)置式兩種形式的MBR反應器。
MBR的脫氮除磷
生物脫氮是目前常用的脫氮方法之一。生物脫氮是利用自然界氮的循環(huán)原理，通過人工控制以強化處理效果。首先在好氧條件下通過硝化菌將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮，然后在缺氧條件下，通過反硝化菌，利用外碳源將硝酸氮還原為氮氣從水中逸出從而達到脫氮的目的。在生物脫氮過程中，要將硝酸氮還原為氮氣，除了必須具備適當?shù)沫h(huán)境條件外，還必須有充足碳源充當電子供體。一般認為，污水的硝化過程總是在碳化過程之后進行的，因此在采用生物脫氮時可采用兩種方式提供碳源：其一是利用原水中的有機物作碳源脫氮，通過回流提供缺氧池硝態(tài)氮，此法需大量回流曝氣池混合液，A/O工藝是其典型代表：其二是利用生物污泥作碳源脫氮，這種情況如在沉淀階段發(fā)生，會造成污泥挾氣，致使泥水分離困難，SBR 法及其變種工藝是其典型代表。生物脫氮工藝成熟、運行費用較低，且能較為徹底地消除氮污染，沒有二次污染和其它后遺癥，但同時生物脫氮對水中的碳氮比例、堿度和營養(yǎng)鹽(如磷)都有一定的要求。
通過上述對適用工藝技術的分析可以看出，就一般生活污水的情況而言，采用有脫氮功能的生化處理工藝比較合適的。首先，它能有效地除去絕大部分的有機污染物（包括難降解有機物）與氮類污染；其次，采用生化法工藝技術成熟、運行穩(wěn)定、處理費用較低。考慮到進水C/N 值較低，污水原碳源不足，采用適當補充外碳源，提高生物脫氮效果。
MBR 工藝針對氮磷含量高的污水可設置缺氧（厭氧）池，同時進入的還有膜池的回流活性污泥混合液，一般回流比為2～3。缺氧（厭氧）池的首要功能是脫氮除磷，反硝化菌利用污水中的有機物作為碳源，將膜池回流污泥中帶入的大量NO3-和NO2-還原為N2 并釋放到空氣中，BOD 濃度繼續(xù)下降，NO3-濃度也大幅度下降；聚磷菌利用有機物基質(zhì)充分釋磷，保證膜池中好氧過量吸磷已達到除磷的效果。池內(nèi)設潛水攪拌器。
MBR 工藝對脫氮是有利的，因為MBR 易于實現(xiàn)長的SRT，對生長緩慢的自養(yǎng)型硝化菌以及反硝化菌的增殖非常有利，大大提高整個系統(tǒng)的硝化速率；另外高濃度的污泥濃度也使得污泥顆粒變大，微觀上在好氧池中產(chǎn)生缺氧（厭氧）/好氧環(huán)境，出現(xiàn)同一反應器內(nèi)的同步硝化反硝化現(xiàn)象，大大提高了整個系統(tǒng)的脫氮速率，并減少回流硝酸鹽含量，降低對生物吸磷的影響。一般情況，處理市政污水的生產(chǎn)型MBR 中可以實現(xiàn)完全硝化。設計時膜池的氮素容積負荷一般為0.25kg/m3/日，反硝化池的氮素負荷為0.2kg/m3/日。在C/N 比不小于4～6 的條件下，MBR 工藝可以實現(xiàn)良好的脫氮效果。對于除磷而言，MBR 和傳統(tǒng)工藝是相同的，因為對于除磷來說，膜分離的優(yōu)勢很小。生物法處理的污水大部分都是碳源限制型的，對磷的去除很不利。磷的去除主要依靠微生物的過量吸磷并通過排泥來實現(xiàn)。但對于一般污水，基于缺氧/好氧的MBR 工藝可達到良好的除磷效果。對于含磷較高的污水，更常用的方法是通過投加化學品（如無機絮凝劑或石灰石）使磷形成不溶性的沉淀物而去除。
主要應用領域
* 城市生活污水處理，小區(qū)、酒店污水處理與中水回用
* 食品廢水、屠宰場廢水、啤酒廠廢水處理
* 植物提取、中藥廠等廢水處理
* 制藥、發(fā)酵、化工、印染、石化廢水處理
* 油田采出水處理回用，垃圾滲濾液處理
* 現(xiàn)有的生化污水處理系統(tǒng)的改造、升級
* 其他…
