2005年9月第-二屑中国膜科学与技术报告会
国内MBR工程化应用发展滞缓的原因与建议
关毅鹏陈颖
(国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，天津300192)
摘要：分析了国内MBR工程化应用发展滞缓的原因，并提出相应建议。
关键词：膜生物反应器；建议；原因
中图分类号：TQ0288文献标识码：A
水污染、水资源短缺与过度消耗是当前我国水
环境存在的主要问题，未达标污水的大量排放进一
步加剧''广水环境的恶化。因此，污水资源化与再利
用对控制水污染，缓解水资源短缺，实现水资源的可
持续发展具有重要意义。
膜生物反应器(MBR，指固液分离式)是一种新
兴高效的污水处理与回用技术。与传统废水生物处
理工艺相比，具有出水水质好，设备占地面积小，活
性污泥浓度高，剩余污泥产率低和便于自动控制等
优点…。虽然MBR发展前景十分广阔，但是国内
MBR仍处于小规模应用研究阶段，工程实例很
少【2，3』，稍大规模的工程化应用仅出现在少数有经
济实力或对污水排放有严格要求的企事业单位，未
能达到真正意义上的水资源同收利用的目的，也根
本起不到缓解水资源短缺的作用。因此，挖掘MBR
工程化应用发展滞缓的根源，理清技术改进与完善
思路，对推动其工程化应用进程，促进水资源的可持
续发展大有裨益。
目前，MP,R正处于技术尝试和渐进性改进阶
段，在污水处理领域，MBR也面临着与传统水处理
技术的竞争。在围绕新兴技术与传统技术及新兴技
术的各种渐进性创新闻的竞争中，技术效用和性能
价格比对竞争优势的建立具有决定性影响。
1技术效用
效用是性能的体现，在技术的推广应用中起主
导作用。衡量MBR实际应用效果的主要指标有出
水水质、水量及各自的稳定性。出水水质稳定且优
于《生活杂用水标准》【4’说明MBR在出水水质及水
质稳定性上达标；而运行通量小，出水量衰减降低了
MBR的效用，影响了该技术的推广应用，其根源在
膜的通培小与膜污染，后者也是所有压力驱动膜使
用过程中存在的最大同题之一。
2操控工艺
为提高MBR运行通量，维持出水水量的稳定，
以增强技术效用，必须采用有效的r[艺控制与组合。
广义来讲，MBR的工艺控制包括膜类型的选用，膜
组件和生物反应器的结构设计，料液性质的调控以
及膜分离操作方式的改进与水力条件优化等。
在MBR工艺控制方面，出现很多提高稳态通
量的新方法。如膜类型的选用，除常规有机高分子
膜和无机膜外，还有自生动态膜”1，仿生膜”J和PE
微孔管【7等；膜组件及生物反应器的结构设计，包
括帘氏与海藻式结构的膜组件，气升循环分体式膜
生物反应器18J，折流曝气增压重力出流式膜生物反
应器-9】9及弓形穿流式膜生物反应器LJo等新颖的生
物反应器结构；污泥混合液性质的调控，如投放絮凝
剂l6·1I，“『，应用臭氧氧化实现污泥减量…J，投加活
性炭[14】，沸石[”]，泡沫l“o等填料和采用优势菌L17j
等；膜分离操作方式的改进与水力条件优化，如选用
穿流式膜过滤流态[18』，三相旋转流【l…，空气喷射和
活塞流[20J，气／水反冲和临界通量控制等。有效的
工艺控制与组合可以极大地减缓膜的污染速度，延
长膜的使用寿命；相应的，膜丝断裂，膜的不可逆污
染导致的膜失效等也多由工艺控制与选用不当造成
的。目前，国内缺乏对上述不同操控工艺的优化组
合研究，未形成针对不同类型废水的高性价比的
MBR集成工艺。
工艺控制与组合是联结MBR技术效用和费用
的纽带，即在采用某种工艺控制，提高技术效用的同
时，也相应增加或减少了费用消耗。
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3费用与性能价格比
MBR的费用包括工程建设费及运行费。工程
建设费为基建与膜购置费之和；现在，膜的费用已经
在工程总造价中占较小比例，为1．9％～14％[…，但
有随工程规模增大而增加的趋势。动力费用与膜的
更换费用是影响MBR系统运行费用的主要因
素f2“。
MBR的性能价格比是其价值或效用与价格(费
用)的比值。因为出水水质优异且稳定，所以MBR
在与其他技术的比较中多是以单位处理水量的费用
消耗和经济流量作为指标和依据。目前，MBR单位
处理水量的费用消耗高于传统活性污泥法(表1)，
在竞争中处于劣势，影响了该技术进一步的推广应
用；而MBR的最大经济流量的确定仍是一个嗳待
解决的问题【22J。
表1传统活性污泥法与MBR单位处理水量
费用消耗对照表
污水处理技术类型
传统活性污泥法
气升循环分体式MBR
仿生膜生物反应器
单位处理水量的费用消耗
03～04kWh，矗
约0．6～08kWh／(m3·d)
0．76元
4大规模中式研究
MBR的小规模实验研究与中等或大规模实地
工程化应用研究有所不同。前者用实验室规模的评
价装置操作即可，设计简单，不必在大流量和连续高
冲击负荷情况下运行，并且可以间歇操作，因此清洗
和维护也较简单；后者则处于变化的水质环境中，污
水持续不断，没有停歇。
虽然国内MBR研究发展较快，研究对象涉及
到生活污水、石化污水、高浓度有机废水、食品废水、
啤酒废水、印染废水、粪便污水、洗车废水以及船舶
污水等，但此类研究大都存在处理水量小，运行时间
短，欠缺经济性考虑的不足。大处理量，长时间连续
运行，包含经济分析的系统的中式研究的缺乏，使得
MBR工程化推广应用存在较大风险和未知消耗，这
也成为MBR大规模工程化应用推广与迅速发展的
障碍。
5建议
现阶段，压力驱动型膜的污染导致的水通量衰
减与维持通量稳定的1=岂控制与组合的高消耗是影
响MBR工程化应用发展的主要因素，大规模中式
系统应用研究的缺乏也在一定程度上限制r该技术
的商业应用。据此提出以下建议．
1)在目前国内经济发展水平不均衡，水环境恶
化及相关竞争技术并存的情况下，MBR要在污水综
合治理和水资源再利用领域获得广泛应用，实现水
资源的可持续发展，必须提高效用，降低价格，即提
高其性能价格比，创造竞争优势。
2)膜是MBR的核心，对技术效用的提升起主
导作用。在没有相应工艺控制的条件下，膜通量大，
耐污染自然会降低单位处理水最的费用消耗，若膜
价格低廉，则竞争优势更明显，仿生膜、PE微7L管即
是该种类型膜的代表。此外，陶瓷膜虽然价格昂贵，
运行能耗大，但通量也大且能够在苛刻条件下运行，
所以性价比相对较高，发展潜力很大；聚烯烃中空纤
维微孔膜具有制膜材料廉价，组件填充密度大等特
点，高通量、耐污染的永久亲水性聚烯烃中空纤维微
孔膜的研发(如三菱丽阳PE中空纤维膜)和其国产
化、自动化、连续化、规模化生产，对降低制膜成本，
提高该种类型膜生物反应器性价比具有积极作用和
重要意义；动态膜稳定性稍差，技术不够成熟，有必
要进一步深入研究。
3)操控工艺的优化是稳定MBR性能，发挥技
术效用的必要辅助。在探索有效的工艺控制的同
时，必须对其进行合理组合，针对不同类型的污水，
形成模块化的主导设计，以满足大规模工程化应用
的需要。
4)成功的MBR工程化应用必须减少对人力、
物力、财力和时间的消耗，即能在短时期内建造完
毕，具备自动化程度高，运行连续高效低耗稳定，并
能使该过程产生的废物减到最少的特点。所以，前
期大规模中式应用研究与探索必不可少。
5)在此基础上，建议国家建设示范工程，完善
相应政策法规，为MBR技术进入荇水资源化市场
铺平道路，使其真正为我国经济和环境保护事业的
发展服务。
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AnalysisofslowMBRcommercialapplicationinChina
andsuggestions
GUANYipeng，CHENYing
(DesalinationandMultipurpcr,eUtilization，StateOceanicAdministration，’Fianjin，300192，China)
Abstract：ThereasonthatthedevelopmentofapplicationofmediumscaletolargeMBRengineeringproiectsin
Chinaissluggish，isanalyzedandSomesuggestionareputforword．
Keywords：MBR；proposition；le0．son
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