近些年来，由于我国大力倡导清洁生产、循环经济、节能降耗、集约用地的大环境下，MBR项目大批量建设，而这则得益于MBR高负荷、长泥龄、高效截流、占地少等突出优点。

因此，不少水友都想了解MBR、熟悉MBR、掌握MBR。

与其干巴巴的罗列知识点，不如来看看实例。接下来，就让我们一起走进瑞典亨利克斯达尔（Henriksdal）污水处理厂，世界上最大的MBR污水处理厂之一。

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亨利克斯达尔污水处理厂概况

亨利克斯达尔污水处理厂位于瑞典首都斯德哥尔摩市，耗资40亿，共安装了1008个膜生物反应器，膜表面积约160万米，相当于230个足球场。

1、进、出水参数

进出水参数表

2、处理设施

亨利克斯达尔污水处理设施概览

该厂使用机械，化学，生物和砂滤工艺处理废水，然后将处理后的水通入波罗的海。产生的沼气在该厂的供热系统中用作燃料，用于发电和生产用于为车辆加油的生物甲烷，而产生的污泥则用作土壤改良剂。

现场约有90％的设施位于地下。地面设施包括控制中心大楼，机械处理设施，污泥池和污泥浓缩器，沼气池，储气罐以及气体收集和储气设施的部。

该厂的旧通风烟囱高80m，直径7m，目前正在用混凝土加固。

其他设备见下表：

亨利克斯达尔污水厂设施表

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亨利克斯达尔污水处理厂处理工艺

亨利克斯达尔污水厂的废水处理主要分为三个阶段：机械、化学和生物处理。其中，生物处阶段，为活性污泥与MBR。

首先通过A2O工艺，利用微生物分解有机物将氨转化为氮气（通过预反硝化去除氮，然后使用补充碳进行反硝化）。接着，膜将取代传统沉降法而作为废水处理的最后阶段。

亨利克斯达尔污水处理工艺流程

与传统沉降相比，MBR技术能够更有效的去除氮，氮排放量能够下降约40％，从每升10mg降至6mg。

另外，MBR可以通过具有细小孔的物理屏障（膜）过滤水，有效的将污泥与处理后的废水分离，因此可以在较小的体积内处理更多的水，并且处理效果更好。

如前文所述，亨利克斯达尔共安装了1008个膜生物反应器（GE Zenon公司的Zeeweed 500），膜表面积约160万米。

这些滤膜是中空纤维，可以比作吸管。在中空纤维从外面向里过滤，就像一个微小的屏障，有非常细的孔（40 nm）。它们不允许颗粒和与颗粒结合的污染物通过，这使处理后的废水变得几乎不含颗粒物。同时，这种薄膜还能过滤掉微塑料、细菌、病毒和药物残留。

MBR设备

通过向上方吹空气来保持膜的清洁，这样可以除去污泥和被卡住的颗粒。

活性污泥被抽回曝气池，在生物处理过程中重复利用。剩余污泥则被送至污泥处理设施，在那里污泥被消化成沼气。

此外，MBR设备易受可能在生物处理设备中堆积并破坏设备的垃圾的侵害。因此，亨利克斯达尔在生物处理设施的入口处安装了多孔板筛。

为了确定MBR设备的处理效果，亨里克斯达尔在2013年设置了一条初试污水处理线，处理工艺与水厂相同，处理量为水厂水量的0.015%（约120吨/天）。

在处理线上设立了17个监测点，对水质不断监测，监测内容包括TN、TP和微污染物。此外，还监测了不同处理过程中的N2O排放和生物滤膜的特性。

根据两年的持续监测数据，亨里克斯达尔基本可以实现出水TN低于6mg/L和TP低于0.2mg/L。生物滤膜的平均通透性很高，在监测期间完全除去了水中的颗粒物。

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关于MBR工艺，

10个水处理人最关心的问题

但在实际应用过程中，MBR工艺常常会出现高成本、高污染等问题。

一方面原因是，MBR优缺点明显不一定适合所有污水项目，因地制宜最重要。比如，亨利克斯达尔是一座地下式污水厂，其对用地面积紧张、景观环境要求高，MBR工艺流程短、出水效果高的特点便可完美匹配。脱离使用场景谈工艺的优缺点是没有任何意义的。

另一方面原因则是，MBR项目相关人员在设计、运营上常常存在误解，甚至认识不足，从而导致很多MBR项目出现各式各样的问题。比如：MBR膜通量设计越高越好×；为了不堵膜，就要尽可能地降低污泥浓度×......

下面，我们将围绕10个水处理技术人最关心的MBR问题，给大家一一解答。

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中空纤维膜和平板膜哪个更好？

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哪种MBR膜膜材质最好？

PVDF、PES、还是PTFE？

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MBR膜孔径多少最为合适？

膜按照孔径分可以分为以下4类，国内外使用的膜生物反应器大部分滤膜孔径集中在0.05-0.4μm之间，基本介于超滤、微滤膜临界点附近。

目前，超滤膜应用呈增加趋势。虽然微滤膜首次采购成本比超滤膜略低，但超滤膜在膜化学清洗和消毒方面节约的药剂费用即可弥补膜的差价；又由于超滤膜使用寿命长、换膜成本低，对传统污染物和新污染物的去除效率更高。

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MBR膜通量设计越高越好吗？

膜的通量是由膜材料和结构决定的，对于某一特定的膜处理单元，其孔隙率和通量是存在上限的。膜材料在减小孔径的同时必须牺牲通过量，同时还要兼顾强度、保证长期运行，这就导致了通量是一个定值。

因此，在设计和应用过程中，应该根据膜厂家的建议参数进行设计。城镇污水处理厂设计膜通量需按照国家标准和规程的取值范围，平均膜通量不宜低于15L/(m2·h)，否则会造成设备投资和膜池土建投资的浪费，也会造成膜吹扫气量的增加，增加鼓风机投资成本和运行成本。

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考虑低碳节能要求，MBR工艺有哪些设计要点？

1）合理的设计膜通量。膜通量应按照国家标准和规程取值，不宜小于15L/(m2·h)。合理地设计膜通量，可以减少工程投资、占地面积、运行能耗、运营成本及碳排放量等。

2）膜吹扫曝气形式。宜采用节能的大气泡脉冲曝气，设计膜吹扫标准气水比宜≤6m3/m3 。

3）MBR膜。宜选用膜孔径≤0.05µm的PVDF 材质的中空纤维膜，膜丝拉伸强力不宜＜200N。在保证足够的开孔率的前提下，选择膜孔径≤0.05µm的小孔径超滤膜，能有效提升膜抗通量衰减的能力，延长膜的使用寿命，降低膜的维护成本，提高污水厂出水的可靠性和生物安全性。

4）膜池污泥浓度。最佳取值为10~12g/L。

5）处理工艺。宜采用脱氮效果好、运行能耗低的改良型两级AO-MBR 工艺，生化系统及膜池一级回流。

6）鼓风系统。调节需考虑不同水质/水量的匹配，必要时可利用模型进行多工况计算验证，以便更好地节能调控。

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与其他工艺相比，MBR的投资运营成本如何？

膜组件的价格基本和污水处理厂的规模成正比，而常规污水处理厂的规模越大越经济。

MBR工艺的土建成本较传统活性污泥工艺低17%；MBR工艺的机械设备以及电气投资比传统活性污泥法高7%；膜组件的费用占整个污水处理厂投资的10%~30%。

在相同的出水水质前提下，在生物处理基本工艺相同的条件下，MBR工艺的出水水质与活性污泥+膜过滤工艺基本相同。从一些实际情况来看，MBR工艺的投资要比活性污泥工艺+膜过滤工艺低一些。

MBR的运行维护费用主要在膜曝气以及膜更换费用

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MBR哪些运行参数对膜污染影响最大？

1）污泥停留时间（SRT）：SRT由排泥频率和排泥量决定，直接影响着膜污染。当SRT降低时污泥混合液中的生物污染物质浓度增加，加重了膜污染。

2）曝气强度和方式：好氧微生物的氧气来源于反应器底部的曝气设备，曝气产生水流剪切力冲刷膜表面，减轻膜污染。曝气不足时会导致污泥悬浮液中细菌种群的变化并且影响相关的生物溶解产物的释放，造成严重的膜污染。

3）出水方式：在间歇性的出水模式下，MBR 中会产生一定的反冲刷效果，在曝气作用的扰动下，达到控制膜污染的效果。

4）温度和pH：pH值主要对污泥的性能产生较大的影响；一方面温度的上升会导致污泥悬浮液粘度降低，另一方面促进微生物释放SMP和EPS，导致严重的膜污染。

5）进水水质和污泥负荷：污泥负荷与水力停留时间、污泥浓度以及进水水质是密切相关的，直接影响着污水生物处理的效果。

6）错流速率：在膜表面产生的剪切力以及由剪切力引起的反向扩散主要由错流行为产生，进而减轻膜污染。

7）跨膜压差：浓差极化作用和滤饼层污染在压力超过临界跨膜压差时加强，此时膜污染行为更加明显。

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为了不堵膜就要尽可能地降低污泥浓度？

堵膜是MBR应用中的常见的问题，而堵膜的是污泥，尤其是污泥浓度过高的时候，因此就有降低污泥浓度来避免堵膜的误解，这恰恰又陷入了另一个误区。

过低浓度和过高浓度的污泥都会让膜很快堵塞，正确的做法是将浓度保持在一个合适的范围。另外，曝气有冲刷膜表面的作用，也应该保持在相应的保持量。

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MBR膜污染，究竟该如何控制？

MBR膜污染的控制方法是综合性的，主要分为预防和清洗两大类，其中改良膜性质、优化工艺参数和操作条件、调控污泥混合液膜过滤性、膜污染清洗方法等。

1）通过对水力学的控制可以防止污泥悬浮液在膜表面产生的滤饼层，进而减轻膜污染。

2）预处理可以改善原水水质，并除去固体类型悬浮态物等。

3）通过混凝剂、氧化剂、粉末活性炭等处理由溶解性有机污染物产生的膜孔堵塞和凝胶层污染，适用于混合液膜过滤性比较差的情况。

4）在线清洗：在线物理清洗可去除由悬浮污泥产生的滤饼层膜污染，适用于滤饼层膜污染比较明显的情况。由胶体和溶解性有机物产生的膜孔堵塞和凝胶层污染更合适用在线化学清洗方法加以去除。

5）超声波清洗可去除滤饼层和凝胶层污染。

6）改善膜面流体力学条件：反应器布局结构的改变可以影响膜组件表面的浓差极化进而降低膜污染；或通过加大反应器内部水流搅动、加强曝气对膜表面的剪切力，使截留在膜表面的溶质被及时去除。

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如何使用化学清洗解决膜污染问题？

物理清洗无法阻止不可逆污染的发生，必须通过化学清洗手段来恢复通量，即用化学药剂对膜进行浸泡和清洗。

化学清洗包括维护清洗和强力（恢复）清洗。目前常用的清洗剂有NaClO溶液，用于去除有机污染物，柠檬酸，用于去除无机污染物等。

众所周知，MBR供应商都有自己的强力清洗配方，主要区别是清洗剂浓度和清洗方法。以MBR供应商Z公司为例：

原标题：《看完这座世界最大MBR工厂，99%的MBR问题都将迎刃而解》