２００７年９月第９期（总第１０６期）
广西轻工业
ＧＵＡＮＧＸＩＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ
资源与环境
中水回用中的ＭＢＲ
刘庆斌
（黄石理工学院环境科学与工程学院，湖北黄石４３５００３）
【摘
要】阐述了我国水资源短缺的状况，提出中水回用的重要性和必要性，综述了ＭＢＲ（膜生物反应器）工艺在国内外
中水回用中的应用现状，介绍了ＭＢＲ工艺和特点。
【关键词】中水回用；膜生物反应器；处理【中图分类号】Ｘ７０３．１
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１００３－２６７３（２００７）０９－００９１－０２
１前言
我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源仅为世界平均
得了成功的经验。美国有３５７个城市实现了污水处理后再利用；美国丹佛市已将处理后的再生水送入自来水管网作为城市管网的补压用水。日本从２０世纪６０年代起开始研究，２０世纪末推广城市污水回用和中水技术，广泛供给工厂、企业和居民此外以色列、俄罗斯、英国、以及中东诸国等相继发展利小区［２］。
用污水回用，以弥补日益缺乏的水资源［３］。
我国对城市污水处理与利用的研究，早在１９５８年就开始列入国家科研课题。６０年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平。７０年代中期进行了城市污水以回用为目的的污水深大连、北京、太原、天津、西度处理小试。８０年代初，我国青岛、
安等缺水的大城市相继开展了污水回用于工业和民用的试验研究，其中有些城市以修建了回用试点工程并取得了积极的成果，不少公共建筑亦建设了中水回用装置。我国北京市环保所于１９８４年底在所内建成的１２０ｍ３／ｄ规模的中水道试点工程，对我国中水道的发展起到积极的推动作用。在“十五”计划初步安排中，国家要求将城市污水处理量的１０％作进一步处理后回用，这将意味着每天将有几百吨的中水可回用，以中水回用为主的节水措施将是我国今后的主要发展方向。特别是北京及周边地区水价日益上涨的情况下，节水措施势在必行。
水平的１／４，南北水资源分配严重不均，我国６６９个城市，４００个城市常年供水不足，其中有１１０个城市严重缺水，年缺水量
６０亿立方米。同时随着现代工业的迅猛发展，城市人口逐渐增
加，人民生活水平逐渐提高，各种用水量亦随之增长，但大自然赋予人类的这部分资源是有限的，而这有限的资源还在不断地受到人类肆意及污染，这就使得水资源供需矛盾愈来愈突出，这已成为世界各国共同面临的问题。在水资源紧缺的现实下，开发除自来水以外的第二水源，实行中水回用，将从根本上缓解水资源的紧缺状况，是解决水危机的根本途径，对缓解水资源危机将发挥重要的作用，具有非常深远的社会效益［１］。
中水是指将人们在生活和生产中用过的优质杂排水（不含杂排水（不含粪便排水）以及生活污水经过粪便和厨房排水）、
标准，可以在处理后达到《生活杂用水水质指标（ＧＢ２５．１－８９）》之所以叫中水，是一定范围内重复使用的非饮用水，即再生水。
沿用了日本的说法，通常人们把自来水叫做“上水”，把污水叫，而中水的水质介于上水和下水之间，故名“中水”。中水“下水”
虽然不能饮用，但它可以用于一些对水质要求不高的场合。中水回用的对象有市政杂用水、生活杂用水和工业用水。市政杂用水包括公园绿化、城市绿化、道路路面喷洒等用水；生活杂用水包括冲洗厕所，洗车；工业用水重点是回用至热电厂和化工厂等冷却用水以及城市污水处理厂内部杂用水等［１］。随着水荒的日益加剧，中水回用将越来越显示出它的优越性和生命力。
中水回用，一方面为城镇供水开辟了第二水源，可大幅度“下水”降低“上水”的消耗量；另一方面，在一定程度上解决了对水源的污染问题，从而起到保护水源、节约用水的作用。在美国、日本、以色列等国，厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等大都使用中水。
２．２国内外ＭＢＲ的发展研究现状
ＭＢＲ的研究始于２０世纪６０年代的美国，当时由于受膜
生产技术所限，膜的使用寿命短、水通透量小，使其在投入实际地价应用中遇到障碍。７０年代以后，日本根据本国国土狭小、高的特点对ＭＢＲ在废水处理中的应用进行了大力开发和研究，使ＭＢＲ开始走向实际应用。ＭＢＲ工艺８０年代后在日本等日本某公司对ＭＢＲ工艺的污水处理效果国得到了广泛应用［２］。
进行了全面研究，表明活性污泥－平板膜组合工艺不仅可以高效去除有机物，且出水中不含细菌，可直接作为中水回用［４］。目前，日本已经有１００处高楼的中水回用系统采用ＭＢＲ处理工艺。如日本第３６／３７森楼和都饭店、北千住终点站大楼、东京都港区厅宿舍等，都采用膜好氧生物反应器，由好氧性的高浓度活性污泥法和超滤膜组件组合而成的水处理系统，所采用的超滤膜孔径为１０μｍ切割分子量为２００００的聚丙烯腈平板膜组件，处理效果良好［１］。进入９０年代后，ＭＢＲ工艺已经被广泛接
２
２．１
ＭＢＲ在中水回用中的应用
中水回用的发展历程
目前世界上许多面临着严重水危机的国家都在积极利用
城市污水，并将城市污水作为第二水源予以开发利用，并已取
【作者简介】刘庆斌（１９７０－），女，湖北崇阳人，工程师，在读工程硕士，从事环境工程教学。
９１
受。目前，这技术已在欧洲、北美及亚洲一些国家得到较快的发展，并已在水处理的许多领域广泛应用。
我国对ＭＢＲ的研究还刚刚起步，但发展十分迅速。ＭＢＲ在我国的研究始于１９９３年。研究者对分离ＭＢＲ，抽吸淹没式
３．２ＭＢＲ与传统工艺生化法比较
传统的生物化学法运转时必须考虑到反应速率和污泥的
沉降性能。反应速率主要取决于活性污泥的浓度，污泥浓度高，则反应速度就快。但考虑到二沉池不能过大，所以活性污泥的浓度就不能太大，从而影响了反应速率。污泥的沉降性能则取决于曝气池的运行条件，严格控制曝气池的操作条件是首要，因此也限制了生物化学法的分离。ＭＢＲ技术正是在这样的情形下发展起来的，其原理是在污水生物处理的反应池中引入膜胶体、细菌组件，使其在一定压力下，将溶液中的大分子物质、
和微生物与水分离，从而达到泥水分离的目的；其处理精度可达超滤级，不会产生生化法那样难闻的气味，污泥浓度高，污泥量少，无需进行污泥处理。ＭＢＲ启动方便，不必象生化法那样接种和培驯污泥。ＭＢＲ操作方便。国外的研究资料表明，ＭＢＲ技术作为中水处理的后处理技术，具有适应性强、对悬浮物、细菌和洗涤剂的去除率高，出水稳定等诸多优点，特别适用于回
ＭＢＲ，重力淹没式ＭＢＲ与传统生物处理工艺在城市污水处理
方面进行的比较研究表明各种ＭＢＲ的出水水质均优于传统生物处理工艺。近年来有关ＭＢＲ试验研究的报道频繁出现，实际应用也在逐渐增多，大连香格里拉大饭店的宾馆污水再生回用我国在中水处理技术领域与世界先工程就是使用ＭＢＲ工艺［４］。
进水平的差距在１５－２０年，和美国就不必说，就是同在亚洲的近邻日本，也把我们远远甩在了后面。因此必须加大技术研究开发力度，以缩短同世界先进水平的差距，发展壮大我们的水处理产业。
３ＭＢＲ工艺
膜生物反应器（Ｍｅｍｂｒａｎｅ
ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＲｅａｃｔｏｒ，简称
用水的处理。
ＭＢＲ）是将膜组件引入废水处理氧化池中的一种新型污水处理
技术。在ＭＢＲ中，活性微生物与污水充分接触氧化，不断氧化污水中能被微生物降解的有机物，而不能被微生物降解的有机物和无机物及活性污泥、悬浮物、各类胶体、大部分细菌则被
３．３ＭＢＲ工艺经济效益分析
由于各种处理工艺的投资成本和运行成本差异较大，其运
行费也不尽相同。由于省去了后续的依靠重力的泥水分离单元，ＭＢＲ工艺的一次性设备投资低于其它工艺，但是处理成本人工费及膜更换费用）略高于传统生物及物理化学（包括电费、
工艺。今后随着膜制造技术的进步，膜质量的提高和膜制造成本的降低，ＭＢＲ的投资也会随之大幅度降低，另外各种新型厌氧ＭＢＲＭＢＲ的开发，如在低压下运行的重力淹没式ＭＢＲ、
等与传统的好氧加压ＭＢＲ相比，其运行费用大幅度下降。因此技术上的可以预见，ＭＢＲ在中水回用中将会愈来愈具有经济、优势。
ＭＢＲ中的膜组件截留，活性污泥浓度大大提高，实现了水力停
留时间和泥龄的完全分离。ＭＢＲ对于原水水质的的变化均有很强的适应性，保证出水水质的稳定，集生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离作用于一体，大大强化了生物反应器的功能。ＭＢＲ工艺流程见图１。
图１ＭＢＲ工艺流程图
３．１３．１．１
ＭＢＲ工艺特点
对污染物去除率高，出水水质好，基本无悬浮物
４结论
从以上分析可以看出，在综合考虑各种因素的基础上，
ＭＢＲ中的生物相结构复杂，形成了稳定的微生态系统，剩
余污泥量少。由于膜的截流作用使ＳＲＴ延长，营造了有利于世代时间较长的微生物，如硝化细菌的生长环境，提高了系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率，使其彻底分解。ＭＢＲ曝气池的活性污泥不因出水而流失，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耐冲击负荷。
ＭＢＲ工艺与常规生物处理相比，无论经济性还是技术性，ＭＢＲ
都具有自身其独特的优势（出水水质良好、运行管理简单、占地面积小等），预计我国未来的中水回用领域ＭＢＲ将进一步得到广泛的应用。
参考文献
［１］钱茜，王玉秋．我国中水回用现状及对策［Ｊ］．再生资源研究，２００３，１：２７一３０．
３．１．２处理负荷高，占地面积小
膜的机械截流作用避免了微生物的流失，生物反应器内可
［２］邵刚．膜法水处理技术及工程实例［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００２．．［３］刘茉娥，蔡邦肖，陈益棠．膜技术在污水治理及回用中的应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００４．
发［４］黄霞．膜－活性污泥法组合工艺的污水处理特性研究［Ｃ］．资源、展与环境保护（第三届海峡两岸环境保护学术研讨论文集），１９９５：
保持高的污泥浓度，处理负荷高，污泥负荷低。膜代替二沉池，减少了占地面积。
３．１．３操作管理方便
ＭＢＲ实现了反应器泥龄（ＳＲＴ）和水力停留时间（ＨＲＴ）的彻
底分离，使设计简化，易于一体化，实现自动控制。
９５－１０２．
３．１．４ＭＢＲ缺点是膜通量较低，能耗较高
２００７年９月第９期（总第１０６期）
广西轻工业
ＧＵＡＮＧＸＩＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＩＮＤＵＳＴＲＹ
资源与环境
中水回用中的ＭＢＲ
刘庆斌
（黄石理工学院环境科学与工程学院，湖北黄石４３５００３）
【摘
要】阐述了我国水资源短缺的状况，提出中水回用的重要性和必要性，综述了ＭＢＲ（膜生物反应器）工艺在国内外
中水回用中的应用现状，介绍了ＭＢＲ工艺和特点。
【关键词】中水回用；膜生物反应器；处理【中图分类号】Ｘ７０３．１
【文献标识码】Ａ
【文章编号】１００３－２６７３（２００７）０９－００９１－０２
１前言
我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源仅为世界平均
得了成功的经验。美国有３５７个城市实现了污水处理后再利用；美国丹佛市已将处理后的再生水送入自来水管网作为城市管网的补压用水。日本从２０世纪６０年代起开始研究，２０世纪末推广城市污水回用和中水技术，广泛供给工厂、企业和居民此外以色列、俄罗斯、英国、以及中东诸国等相继发展利小区［２］。
用污水回用，以弥补日益缺乏的水资源［３］。
我国对城市污水处理与利用的研究，早在１９５８年就开始列入国家科研课题。６０年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平。７０年代中期进行了城市污水以回用为目的的污水深大连、北京、太原、天津、西度处理小试。８０年代初，我国青岛、
安等缺水的大城市相继开展了污水回用于工业和民用的试验研究，其中有些城市以修建了回用试点工程并取得了积极的成果，不少公共建筑亦建设了中水回用装置。我国北京市环保所于１９８４年底在所内建成的１２０ｍ３／ｄ规模的中水道试点工程，对我国中水道的发展起到积极的推动作用。在“十五”计划初步安排中，国家要求将城市污水处理量的１０％作进一步处理后回用，这将意味着每天将有几百吨的中水可回用，以中水回用为主的节水措施将是我国今后的主要发展方向。特别是北京及周边地区水价日益上涨的情况下，节水措施势在必行。
水平的１／４，南北水资源分配严重不均，我国６６９个城市，４００个城市常年供水不足，其中有１１０个城市严重缺水，年缺水量
６０亿立方米。同时随着现代工业的迅猛发展，城市人口逐渐增
加，人民生活水平逐渐提高，各种用水量亦随之增长，但大自然赋予人类的这部分资源是有限的，而这有限的资源还在不断地受到人类肆意及污染，这就使得水资源供需矛盾愈来愈突出，这已成为世界各国共同面临的问题。在水资源紧缺的现实下，开发除自来水以外的第二水源，实行中水回用，将从根本上缓解水资源的紧缺状况，是解决水危机的根本途径，对缓解水资源危机将发挥重要的作用，具有非常深远的社会效益［１］。
中水是指将人们在生活和生产中用过的优质杂排水（不含杂排水（不含粪便排水）以及生活污水经过粪便和厨房排水）、
标准，可以在处理后达到《生活杂用水水质指标（ＧＢ２５．１－８９）》之所以叫中水，是一定范围内重复使用的非饮用水，即再生水。
沿用了日本的说法，通常人们把自来水叫做“上水”，把污水叫，而中水的水质介于上水和下水之间，故名“中水”。中水“下水”
虽然不能饮用，但它可以用于一些对水质要求不高的场合。中水回用的对象有市政杂用水、生活杂用水和工业用水。市政杂用水包括公园绿化、城市绿化、道路路面喷洒等用水；生活杂用水包括冲洗厕所，洗车；工业用水重点是回用至热电厂和化工厂等冷却用水以及城市污水处理厂内部杂用水等［１］。随着水荒的日益加剧，中水回用将越来越显示出它的优越性和生命力。
中水回用，一方面为城镇供水开辟了第二水源，可大幅度“下水”降低“上水”的消耗量；另一方面，在一定程度上解决了对水源的污染问题，从而起到保护水源、节约用水的作用。在美国、日本、以色列等国，厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等大都使用中水。
２．２国内外ＭＢＲ的发展研究现状
ＭＢＲ的研究始于２０世纪６０年代的美国，当时由于受膜
生产技术所限，膜的使用寿命短、水通透量小，使其在投入实际地价应用中遇到障碍。７０年代以后，日本根据本国国土狭小、高的特点对ＭＢＲ在废水处理中的应用进行了大力开发和研究，使ＭＢＲ开始走向实际应用。ＭＢＲ工艺８０年代后在日本等日本某公司对ＭＢＲ工艺的污水处理效果国得到了广泛应用［２］。
进行了全面研究，表明活性污泥－平板膜组合工艺不仅可以高效去除有机物，且出水中不含细菌，可直接作为中水回用［４］。目前，日本已经有１００处高楼的中水回用系统采用ＭＢＲ处理工艺。如日本第３６／３７森楼和都饭店、北千住终点站大楼、东京都港区厅宿舍等，都采用膜好氧生物反应器，由好氧性的高浓度活性污泥法和超滤膜组件组合而成的水处理系统，所采用的超滤膜孔径为１０μｍ切割分子量为２００００的聚丙烯腈平板膜组件，处理效果良好［１］。进入９０年代后，ＭＢＲ工艺已经被广泛接
２
２．１
ＭＢＲ在中水回用中的应用
中水回用的发展历程
目前世界上许多面临着严重水危机的国家都在积极利用
城市污水，并将城市污水作为第二水源予以开发利用，并已取
【作者简介】刘庆斌（１９７０－），女，湖北崇阳人，工程师，在读工程硕士，从事环境工程教学。
９１
受。目前，这技术已在欧洲、北美及亚洲一些国家得到较快的发展，并已在水处理的许多领域广泛应用。
我国对ＭＢＲ的研究还刚刚起步，但发展十分迅速。ＭＢＲ在我国的研究始于１９９３年。研究者对分离ＭＢＲ，抽吸淹没式
３．２ＭＢＲ与传统工艺生化法比较
传统的生物化学法运转时必须考虑到反应速率和污泥的
沉降性能。反应速率主要取决于活性污泥的浓度，污泥浓度高，则反应速度就快。但考虑到二沉池不能过大，所以活性污泥的浓度就不能太大，从而影响了反应速率。污泥的沉降性能则取决于曝气池的运行条件，严格控制曝气池的操作条件是首要，因此也限制了生物化学法的分离。ＭＢＲ技术正是在这样的情形下发展起来的，其原理是在污水生物处理的反应池中引入膜胶体、细菌组件，使其在一定压力下，将溶液中的大分子物质、
和微生物与水分离，从而达到泥水分离的目的；其处理精度可达超滤级，不会产生生化法那样难闻的气味，污泥浓度高，污泥量少，无需进行污泥处理。ＭＢＲ启动方便，不必象生化法那样接种和培驯污泥。ＭＢＲ操作方便。国外的研究资料表明，ＭＢＲ技术作为中水处理的后处理技术，具有适应性强、对悬浮物、细菌和洗涤剂的去除率高，出水稳定等诸多优点，特别适用于回
ＭＢＲ，重力淹没式ＭＢＲ与传统生物处理工艺在城市污水处理
方面进行的比较研究表明各种ＭＢＲ的出水水质均优于传统生物处理工艺。近年来有关ＭＢＲ试验研究的报道频繁出现，实际应用也在逐渐增多，大连香格里拉大饭店的宾馆污水再生回用我国在中水处理技术领域与世界先工程就是使用ＭＢＲ工艺［４］。
进水平的差距在１５－２０年，和美国就不必说，就是同在亚洲的近邻日本，也把我们远远甩在了后面。因此必须加大技术研究开发力度，以缩短同世界先进水平的差距，发展壮大我们的水处理产业。
３ＭＢＲ工艺
膜生物反应器（Ｍｅｍｂｒａｎｅ
ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＲｅａｃｔｏｒ，简称
用水的处理。
ＭＢＲ）是将膜组件引入废水处理氧化池中的一种新型污水处理
技术。在ＭＢＲ中，活性微生物与污水充分接触氧化，不断氧化污水中能被微生物降解的有机物，而不能被微生物降解的有机物和无机物及活性污泥、悬浮物、各类胶体、大部分细菌则被
３．３ＭＢＲ工艺经济效益分析
由于各种处理工艺的投资成本和运行成本差异较大，其运
行费也不尽相同。由于省去了后续的依靠重力的泥水分离单元，ＭＢＲ工艺的一次性设备投资低于其它工艺，但是处理成本人工费及膜更换费用）略高于传统生物及物理化学（包括电费、
工艺。今后随着膜制造技术的进步，膜质量的提高和膜制造成本的降低，ＭＢＲ的投资也会随之大幅度降低，另外各种新型厌氧ＭＢＲＭＢＲ的开发，如在低压下运行的重力淹没式ＭＢＲ、
等与传统的好氧加压ＭＢＲ相比，其运行费用大幅度下降。因此技术上的可以预见，ＭＢＲ在中水回用中将会愈来愈具有经济、优势。
ＭＢＲ中的膜组件截留，活性污泥浓度大大提高，实现了水力停
留时间和泥龄的完全分离。ＭＢＲ对于原水水质的的变化均有很强的适应性，保证出水水质的稳定，集生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离作用于一体，大大强化了生物反应器的功能。ＭＢＲ工艺流程见图１。
图１ＭＢＲ工艺流程图
３．１３．１．１
ＭＢＲ工艺特点
对污染物去除率高，出水水质好，基本无悬浮物
４结论
从以上分析可以看出，在综合考虑各种因素的基础上，
ＭＢＲ中的生物相结构复杂，形成了稳定的微生态系统，剩
余污泥量少。由于膜的截流作用使ＳＲＴ延长，营造了有利于世代时间较长的微生物，如硝化细菌的生长环境，提高了系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率，使其彻底分解。ＭＢＲ曝气池的活性污泥不因出水而流失，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耐冲击负荷。
ＭＢＲ工艺与常规生物处理相比，无论经济性还是技术性，ＭＢＲ
都具有自身其独特的优势（出水水质良好、运行管理简单、占地面积小等），预计我国未来的中水回用领域ＭＢＲ将进一步得到广泛的应用。
参考文献
［１］钱茜，王玉秋．我国中水回用现状及对策［Ｊ］．再生资源研究，２００３，１：２７一３０．
３．１．２处理负荷高，占地面积小
膜的机械截流作用避免了微生物的流失，生物反应器内可
［２］邵刚．膜法水处理技术及工程实例［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００２．．［３］刘茉娥，蔡邦肖，陈益棠．膜技术在污水治理及回用中的应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００４．
发［４］黄霞．膜－活性污泥法组合工艺的污水处理特性研究［Ｃ］．资源、展与环境保护（第三届海峡两岸环境保护学术研讨论文集），１９９５：
保持高的污泥浓度，处理负荷高，污泥负荷低。膜代替二沉池，减少了占地面积。
３．１．３操作管理方便
ＭＢＲ实现了反应器泥龄（ＳＲＴ）和水力停留时间（ＨＲＴ）的彻
底分离，使设计简化，易于一体化，实现自动控制。
９５－１０２．
３．１．４ＭＢＲ缺点是膜通量较低，能耗较高