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膜生物反应器（MBR）技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制。
膜生物反应器的优越性主要表现在：
1) 对污染物的去除率高，抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物；
2）膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的分别控制，因而其设计和操作大大简化；
3）膜的机械截留作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，具有极强的抗冲击能力；
4）由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低；
5）由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解；
6）MBR曝气池的活性污泥不不会随出水流失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点；
7）较大的水力循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的；
8）膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便；
9）MBR工艺省略了二沉池，减少占地面积；
二、膜生物反应器的技术现状
尽管膜生物反应器是很先进的水处理技术，但实际应用的成功案例并不多。其原因是MBR技术的研发单位主要是大专院校，其技术开发和成果转化严重脱节，许多技术大多停留在实验室水平。
为了将MBR技术尽快实现工业化，深圳清华大学研究院采取了从实验室走出来、到现场中试的研发方针，针对不同性质的污水进行了大量现场中试研究，开发了技术独特的一体式膜生物反应器（SMBR）。实践证明，该SMBR克服了一般膜生物反应器中常见的膜堵塞问题，可以长期稳定运行。迄今已经在医院污水处理、城市污水处理和工业有机污水处理中得到了成功应用。
采用SMBR技术对聚酯废水进行处理，膜的清洗周期达到6个月以上，因此运行非常稳定，出水达到排放要求(COD<100mg/L)，处理成本显著下降，是老工艺的1/4。
对医院污水或城市生活污水进行处理时，一般每20～30天要对膜进行一次清洗，而对聚酯废水进行处理时，几乎是免清洗的。这说明SMBR更适合于工业有机污水的处理。
SMBR具有强大的微生物驯化作用，即使对于含有抗生素的制药废水，SMBR也具有很高的处理效果和很快的启动速度。
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