膜生物反應器(MBR)是將超濾、微濾膜分離技術與活性污泥法生物處理技術有機結合的污水處理新工藝，其原理是在生物反應器中利用大量的微生物(活性污泥)來有效降解有機污染物，用膜分離組件代替傳統活性污泥法中的二沉池，從而提高固液分離效率，獲得優質的出水。MBR的出水水質良好且穩定，幾乎沒有細菌和懸浮物，濁度近乎為零，可直接回用；同時MBR還具有占地面積小、抗負荷衝擊能力強、生化效率高、排泥周期長、易實現自動化控制等優點，備受人們青睞。但是，MBR也存在不可避免的問題-膜污染致使維護費用高，制約了其應用和發展。
膜污染是指生物反應器內混合液中的微粒、膠體顆粒以及溶質大分子與膜存在物理、化學或機械作用，引起在膜表面或膜孔內吸附和沉積，造成膜孔徑變小或堵塞，使膜通量及分離特性惡化的現象。膜污染主要由濃差極化、膜面吸附、膜孔堵塞及生物污染產生，在膜表面形成一層較厚的凝膠層與污泥沉積層，造成部分膜孔失去功能，膜出水通量下降。
MBR的基本結構包括進水系統、生物反應器、膜組件和自控系統。按照膜組件與生物反應器的相對位置，MBR分為分置式、一體式和複合式三種，其中分置式MBR是膜組件位於生物反應器外部，通過料液循環錯流運行，容易操作管理，易於膜清洗更換，缺點是占地面積大，膜污染嚴重，運行成本高；一體式MBR是直接將膜組件置於生物反應器內並通過真空泵等抽吸得到過濾液，間斷運行，能減少膜面污染和運行能耗；複合式MBR是基於一體式結構在生物反應器內加裝填料，一方面為微生物提供載體，降低活性污泥的濃度，減小混合液的粘度，改善混合液的特性，另一方面通過填料與膜表面的摩擦作用和水流的剪切作用，防止和減少懸浮固體在膜表面形成濾餅層，減緩和控制膜污染。
現有技術中，複合式MBR所用懸浮填料的選取都是參照懸浮填料生物膜工藝進行的，分為硬質和軟質兩種，硬質懸浮填料一般以聚乙烯、聚丙烯材料為主，鏤空圓柱狀或圓球狀，具有易於流化、孔隙發達、易於掛膜、性質穩定、價格低廉等特點，在曝氣作用下填料處於流化狀態，使得微生物與廢水更好地接觸，同時增加氧傳質，但是硬質填料在流化過程中容易劃碰損傷膜表面，造成出水水質惡化，同時還會嚴重切割破壞污泥絮體，產生大量的微小懸浮固體，易沉積在膜孔內造成不可逆膜污染。
軟質懸浮填料一般是聚氨酯海綿或其他塊狀彈性材料，質地柔軟，與膜碰撞不會損傷膜表面，也很少破壞污泥絮體，能有效降低膜污染阻力和跨膜壓力，增加膜通量，延緩膜污染進程，提高膜組件的過濾性能。但是現有軟質懸浮填料是由一般的聚氨酯海綿切割而成，親水性和生物相容性不高，掛膜速度慢；在複合式MBR運行初期，從投加填料到填料完成掛膜時間過長，在此期間，不可逆膜污染及通量損失已經達到一定的程度，後期難以挽回。因此，如何提高軟質懸浮填料的掛膜速度，縮短其在複合式MBR中的掛膜時間，提高污水處理效果，有效控制膜污染，是需要解決的技術問題。
複合式MBR一體化處理生活污水的方法，該方法包括：a)悶曝：將生活污水置於一體式MBR的生物反應器中，投入軟質活性生物懸浮填料，曝氣使其流化，再接種活性污泥，悶曝後停止曝氣並靜置，排掉生物反應器中的懸浮污泥；b)掛膜：持續泵入生活污水並曝氣使懸浮填料流化，間歇出水，至懸浮填料掛膜成熟，出水水質穩定；c)連續運行。所述軟質活性生物懸浮填料是以聚氨酯海綿為基體經過親水改性製備而成，具有良好的親水性和生物相容性，極大的提高了掛膜速度，縮短了複合式MBR的啟動時間，出水水質良好，處理效果佳；同時降低了膜組件的跨膜壓差增長速度，延長膜組件的清洗周期和使用壽命，適合推廣使用。
本文摘自：中國污水處理工程網