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MBR膜生物反應器是將膜分離技術和生物反應器的生物降解作用集于一體的生物反應系統。它以浸沒式膜組件替代傳統活性污泥法中的二沉池實現泥水分離。該系統具有處理能力強、固液分離效率高、出水水質好、占地空間小、運行管理簡單等特點。

由于膜的過濾作用，微生物被完全截留在生物反應器中，實現了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了傳統活性污泥法中污泥膨脹問題。MBR具有對污染物去除效率高，硝化能力強，出水水質穩定，剩余污泥產量低，設備緊湊，操作簡單等優點。

經過缺氧池進行脫氮反硝化后的污水進入膜生物反應池。進入膜池的污水經硝化細菌的硝化作用實現脫氮作用，同時好氧微生物通過內源呼吸對有機物進行氧化分解而達到降低COD的目的。浸沒安裝在膜生物反應池中的MBR平板膜裝置對泥水混合液進行過濾處理，進一步去除SS、油、大腸桿菌等。膜生物反應池運行穩定，清洗周期長，產水能耗低，不需投加混凝劑，助凝劑等化學藥劑，降低了運行成本。膜生物反應池內污泥濃度高，耐沖擊性能好，占地面積小，出水水質良好。

膜生物反應器(MBR)工藝是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，省掉二沉池。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)可以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。