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微型生物反應器是現代膜分離技術與傳統生物處理技術有機結合而產生的一種全新的污水處理工藝。MBR工藝通過將分離工程中的膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合，不僅省去了二沉池的建設，而且大大提高了固液分離效率，而且由于曝氣池中活性污泥質量濃度的增大和污泥中菌(特別是優勢菌群)的出現，提高了生化反應速率。同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產生量(甚至為零)，從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問題。
微型生物反應器基本結構包括四個環節：進水系統、生物反應池、膜組件、自控系統。由于各個環節的多樣性，MBR有著不同的分類。按膜組件和生物反應器的相對位置，MBR又可以分為一體式膜生物反應器、分置式膜生物反應器和復合式膜生物反應器三種。分置式膜生物反應器通過料液循環錯流運行，其特點是，操作管理容易，易于膜的清洗、更換及增設。一體式膜生物反應器組合簡單，直接將膜組件置于生物反應器內通過真空泵或其他類型的泵抽吸，得到過濾液。
為減少膜面污染，延長運行周期，一般泵的抽吸是間斷運行的。與分置式相比，一體式的特點是運行能耗低。復合式膜生物反應器在形式上也屬于一體式膜生物反應器，所不同的是在生物反應器內加裝填料，從而形成復合式膜生物反應器，改變了膜生物反應器的某些性狀。
微型生物反應器主要有以下優勢：
(1)可以使水力停留時間和污泥齡*分開，使運行控制更靈活、穩定。
(2)出水BOD5、氮、磷和懸浮固體濃度很低，不含細菌、病毒、寄生蟲卵等，出水符合三級處理標準，可直接回用或補充地下水。
(3)MBR污泥負荷一般0.1~0.2kgCOD/(kgVSS·d)左右，而體積負荷可達數千克左右。
(4)污泥濃度高，傳氧效率高達26%~60%左右，節省能耗。
(5)MBR利用其高的MLSS，可以保證有機負荷高峰期的出水水質，且在低峰期污泥可以進行自身消化(內源呼吸)，致使剩余污泥比常規活性污泥法處理少50%~80%，可以減小剩余污泥處置費用。
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