本文综述了MBR污水处理的历史与研究现状，介绍了MBR的分类与工作原理，阐述了与常规污水生物处理工艺相比的技术优势。提出了MBR技术发展和应用的限制因素，展望了MBR在污水处理领域的前景。

生活污水主要是人类生活中使用的各种厨房用水、洗涤用水和卫生间用水所产生的排放水，多为无毒的无机盐类^[1]。人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一，主要是粪便和洗涤污水。生活污水造成的危害诸多：病原物污染、需氧有机物污染、富营养化污染、酸碱盐污染、有毒物质污染、地下水硬度升高、恶臭等。我国污水处理产业发展进步较晚。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九十年代后，我国污水处理产业进入快速发展期，污水处理需求的增速远高于全球水平。中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡^[2]。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。污水处理再利用有着严格的要求，简单的污水处理方法无法满足污水再利用的标准，因此要跟紧时代步伐，采用先进的污水处理技术，并将其进行优化组合，使生活污水的潜力得到充分挖掘，实现水资源的高效利用^[3]。

膜分离技术在污水处理中的应用始于20世纪60年代末，1969年Smith首先报道了活性污泥法和超滤结合处理城市污水的办法^[4]。同年美国Dorr-Oliver公司将活性污泥反应器和超滤膜结合进行处理生活污水的研究^[5]。研究表明，该工艺具有减少活性污泥产量、维持较高污泥浓度、减少污水处理系统占地面积^[6]等优点。80年代末，日本与美国相继开发了中空浸没式MBR工艺^[7]。20世纪80年代末至20世纪90年代初，Thetford公司推出多管式分置Cycle-Let工艺，用于美国污水回用项目^[8]。90年代中后期，MBR开始大规模进入市场。我国1995年才开始全面研究膜生物反应器污水处理技术^[9]，起步相对较晚。但是近年来我国MBR的研究应用与国外几乎同步，且在部分领域处于世界前列。随着社会经济的发展和人们对生态环境的要求提高，污水排放标准越来越严格，膜生物反应器也越来越受到重视。如今MBR技术的应用十分广泛，大中小型污水处理厂都有应用^[10]。实践表明MBR处理效果稳定，主要污染物COD、SS的浓度都能稳定控制在50 mg/L和10 mg/L以下^[11]，其他污染物指标也达到回用水的标准。

膜生物反应器由膜组件和生物反应器组成，根据膜组件在生物反应器中作用不同，MBR可分为分离MBR、曝气MBR、萃取MBR^[12]，而根据膜组件和生物反应器的组合方式又可将MBR分为分置式MBR^[13]、一体式MBR^[14]、复合式MBR^[15]。分置式膜生物反应器膜组件与生物反应器分开设置，独立运行，相互干扰小，易调节控制。独立的膜组件易于清洗更换，但其动力消耗大。一体式膜生物反应器将膜组件直接安置在生物反应器内部，减少了处理系统的占地面积，又称淹没式膜生物反应器（SMBR）。该工艺用抽吸泵或真空泵抽吸出水，动力消耗远低于分置式膜生物反应器。复合式膜生物反应器是在生物反应器中安装填料，形成复合式处理系统。该工艺也是将膜组件置于生物反应器中，通过重力或负压出水。在复合式膜生物反应器中安装填料能够达到提高系统的抗冲击负荷，降低悬浮性活性污泥浓度，减少膜污染，提高膜通量的效果^[16]。膜生物反应器根据需氧性能可分为好氧性MBR和厌氧性MBR^[17]，按膜组件类型又可分为板式、管式和中空纤维式。膜生物反应器还可以根据膜孔径大小、材料等条件来分类^[18]。

膜生物反应器是将高效膜分离技术与污水生物处理工艺相结合而开发的新型系统。它以高效膜分离取代传统生化处理中的二沉池，完全去除悬浮固体引起的污染物量, 还通过膜分离的作用将二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物完全阻隔在生物池内^[19]，以实现更好的处理效果。与常规污水生物处理工艺相比，膜能够高效的进行固液分离^[20]，出水水质不依赖于活性污泥的沉降性能，且出水水质优于常规工艺，出水悬浮物和浊度接近于零^[21]。MBR膜的截留作用^[22]能够使生物反应器保持很高的污泥浓度，既提高了反应器抗负荷冲击的能力，又延长了难降解的大分子有机物的停留时间，提高降解效率。同时，水力停留时间和污泥停留时间得以完全分开，这有利于生长周期较长的微生物如硝化细菌的生长繁殖^[23]。与传统活性污泥处理系统相比，由于MBR处理系统的污泥浓度高以及膜池取代了二沉池，MBR膜生物反应器占地面积少很多。MBR泥龄较长，有很大部分微生物可以通过内源呼吸而自我分解，剩余污泥产量少，相对处理的费用也会减少。而且MBR系统操作简单，便于自动控制^[24]。在污水处理的过程中，MBR技术还可以结合其他污水处理技术达到更好的出水效果^[25]。

虽然与传统污水处理工艺相比，MBR有着明显的优势，但也存在着诸如:膜污染^[26]、高能耗^[27]、造价高^[28]等因素限制着MBR的发展与应用。开发高性能、低成本膜组件，行业内膜组件的标准化，新型MBR工艺的研究和应用成为了今后的主要研发方向^[29]。如果能有所突破，将会使MBR在污水处理领域得到极大的推广和巨大的潜在市场。这在水污染日益严重、水资源日益紧张的今天显得十分重要。MBR广泛的应用前景和迅速发展的势头使得越来越多的研究机构和公司参与进来，大量科研成果和工程案例提供的理论和经验使得MBR处理系统的可靠性进一步提高。随着污水排放标准的日益提高和MBR运行费用的逐渐降低，未来的MBR市场更具潜力，未来的MBR工艺更具竞争力^[30]。

参考文献：

[1] 李伟，陈朴. 简述城市污水的处理方法[J]. 高等教育研究，2008，25（1）：94-96.

[2] 赵铭. MBR在城市生活污水处理中的应用研究[J]. 资源节约与环保，2016，（5）：32-33.