MBR膜技术最初用于生物发酵工业， 1965 年由 Blat 等提出并使用于连续发酵的酶制剂工艺中进行微生物的浓缩。 60年代初开始用于废水处理 - 美国 Dorr-Oliver 公司在 1967 年 , 建设了 3600gpd 的小型污水处理设施； Smith1969 年首次报道用超滤膜代替活性污泥工艺中的二沉池。当时受膜制造技术的限制，对水质要求不高，主要停留在实验室规模。 70 ～ 80 年代，日本开始大力研究，自 1983 年～ 1987年，有 13 家公司使用 MBR 膜生物反应器处理大楼废水；加拿大 ZENON公司商业化产品－ ZenoGem 于 1982 年投入使用；同时厌氧生物反应器与膜技术组合研究在 80 年代初受到重视。 80 年代末以后，研究更是方兴未艾。一体式 MBR 在 1989 年推出， MBR 膜生物反应器的运行条件优化，膜污染机理研究深入，以及处理废水对象的多样化：生活污水，粪便废水、有机工业废水等，致使推广应用更为广泛，英国、德国、荷兰、美国、日本、法国、南非和澳大利亚等国已得到很多应用。
欧盟 MBR 项目提出以下研发内容：加快以城市污水净化为目标的膜技术发展，降低基建与运行成本，城市污水深度处理的 MBR 技术，过程优化与膜污染控制，分散处理 MBR 及节能技术。
1.2 MBR 膜生物反应器国内发展现状
我国 MBR 的研究始于 90 年代初， 1996 年国家 ? 九五 ? 攻关开始资助 MBR 研究。 2002 年，国家 863 项目继续资助 MBR 研究，清华、浙大和天大受到资助。国家 863 项目的目的是全面开展 MBR 的研究与应用。在此期间，有关论文和研究机构大幅度增加。中国科学院上海应用物理研究所于 80 年开始超滤膜技术的研究，经过 20 年的超滤膜技术的研发和实际项目工作， 95 年在上海市科委的推动下，成功完成了超滤膜技术向污水处理领域的转移， 2002年研究所研制开发出沉浸式平板膜系列。
1.5 膜生物反应器 MBR 技术在中国的发展进程
我国 MBR 技术的发展历史几乎与国外接近，除了早期与国外有差距外，但是最近几年在技术应用方面与国外几乎同步，并且在部分领域在世界上有领先优势，因为中国对于 MBR 技术的需求远比国外迫切且市场潜力巨大。主要发展阶段如下：
1990 ～ 2000: 实验室阶段，小试、中试、示范工程；
2000 ～ 2003: 每天百吨级的规模，主要用于小区楼宇、工业等领域；
2003 ～ 2005: 每天千吨级的规模开始应用，主要用于城市污水和工业污水领域；
2004 ～ 2005: 每天万吨级的规模工程的可行性研究阶段，并为实施做准备。主要用于城市污水和工业污水领域；
2005 ～ 2006: 开始实施每天上万吨级的规模工程的工程设计、建设、运行阶段。主要用于城市污水和工业污水领域；
2006 ～现在 : 大规模实施每天数万吨级的规模工程的工程设计、建设、运行，主要用于城市污水和工业污水领域。
1.6 国内外公司在国内实际大型工程项目
2002~2004 年，我国主要以实施中小 MBR 技术项目为主，总共实施了数百项中小型 MBR 技术项目。大中型 MBR 技术应用工程项目在我国是从 2004 年开始的 , 包括设计、中试和准备等 , 以下为近几年我国实施的具体大型 MBR 技术应用
工程项目：
洛阳石化膜生物反应器技术处理 PTA 废水回用工程 5000m 3 ／ d ；
巴陵石化生物反应器技术处理已内酰胺废水回用工程 7200m 3 ／ d ；
金陵炼化膜生物反应器技术处理炼油废水回用工程 6000m 3 ／ d ；
广东大亚湾石化工业区膜生物反应器处理石化废水回用工程25000m 3 ／ d ；
海南炼化膜生物反应器技术处理炼化废水回用工程 12000m 3 ／ d;
天津富强印染公司膜生物反应器技术处理印染废水工程 5000m 3／ d ；
广州小虎岛精细化工区膜生物反应器技术处理污水工程 10000m 3／ d ；
中关村西区膜生物反应器技术处理生活污水工程 4000m 3 /d ；
海淀温泉水厂膜生物反应器技术处理生活污水工程 2000m 3 /d ；
密云石城膜生物反应器技术处理生活污水工程 2000m 3 /d ；
青岛机场膜生物反应器技术处理生活污水工程 2000m 3 /d ；
北京燕山石化膜生物反应器处理石化废水回用工程 16000m 3 ／ d ；
北京密云再生水厂膜生物反应器技术处理城市污水工程45000m 3 /d ；
内蒙古金桥电厂膜生物反应器技术处理工业污水工程 31000 m 3 /d ；
怀柔再生水厂膜生物反应器技术处理城市污水工程 35000m 3 /d ；
温榆河水资源利用膜生物反应器技术处理城市河水工程100000m 3 /d ；
北小河再生水厂膜生物反应器技术处理生活污水工程 60000m 3 /d ；
平谷再生水厂膜生物反应器技术处理生活污水工程 40000m 3 /d ；
郊区河水资源利用膜生物反应器技术处理城市河水工程100000m 3 /d ；
湖北再生水厂膜生物反应器技术处理城市污水工程 165000m 3 /d ；
郊区再生水厂膜生物反应器技术处理城市污水工程 40000m 3 /d ；
延庆再生水厂膜生物反应器技术处理城市污水工程 35000m 3 /d ；
膜技术在 90 年代后期发展迅速，特别是进入 21 世纪后，随着膜材料生产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化，膜设备生产技术的普及化和价格大众化，膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。已经在许多大型工程应用中应用，出水水质稳定，运行可靠为膜处理技术的运用和发展积累了宝贵的经
验。
2.1 MBR 膜生物反应器的特点
MBR 是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器 相结合而成的一种新的污水处理装置。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超、微滤膜组件作为泥水分离单元， 可以完全取代二次沉淀池。超、微滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反应器内，使反应器内获得 高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有机物的氧化率。同时，经超、微滤膜处理后，出水质量高，可以直接用于非饮用水回用。系统几乎不排剩余污泥，且具有较高的抗冲击能力。特别是 1989 年 Yamamoto 将中空纤维膜应用于活性污泥处理中，使工艺运行成本大大降低，实际应用前景广阔。因此，MBR是当今倍受国内外专家学者重视的一项高新水处理技术。该技术的出现是对我国传统污水治理理念和污水处理技术的一次颠覆和带来的一场伟大变革，将对中国的水处理行业和环境保护产业带来深层次的巨大影响；同时，它也使水处理行业从工程化向设备化和产业化成为可能。
由于膜的高效分离作用使 MBR 具有很多传统生物处理工艺所不具备的突出优点：
a. 出水水质优良稳定，可直接回用。
由于采用膜分离技术，不必设立过滤等其它固液分离设备。高效 的固液分离将废水中有悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不需经三级处理即直接可回用，具有较高的水质安全性。
b. 容积负荷高，占地面积小，整个系统流程紧凑。
膜生物反应器生物处理单元内微生物维持高浓度，使容积负荷大大提高，膜分离的高效性能使处理单元水力停留时间大大缩短，占地面积减少。同时膜生物反应器由于采用了膜组件，不需要沉淀池和专门的过滤车间，系统占地仅为传统方法的 60% 。
c. 剩余污泥产量少； 膜生物反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行 , 剩余 污泥产量极低 , 由于泥龄可无限长 , 理论上可实现零污泥排放。
d. 运行管理方便； 膜生物反应器可以实现全面自控监控，整个处理系统控制采用 ProgrammableController 可编程器作为中央控制器，不需要专人看守，控制管理规范，方便。
e. 强化系统脱氮除磷的效果。
膜生物反应器利于硝化细菌的截留和繁殖 , 系统硝化效率高。通 过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。
f. 节省运行成本。
由于 MBR 高效的氧利用效率 , 和独特的间歇性运行方式 , 大大减少了曝气设备的运行时间和用电量 , 节省电耗 . 同时由于膜可滤除细菌、病毒等有害物质，可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用，膜生物反应器工艺不需加入絮凝剂，减少运行成本。
2.2 膜生物反应器应用领域
城市污水与生活污水的处理与回用，高浓度有机废水的处理，含难降解有机物废水的处理，受污染水源水净化。
(1) 城市污水和生活污水的处理与回用：我国许多城市缺水， 661个城市中有一半以上存在不同程度的缺水。 MBR 可以提供良好和稳定的出水水质。 MBR 可以去除 COD ，浊度，脱氮除磷。去除微量有机物 ( 内分泌干扰物等。 MBR-RO 工艺能获取更高质量的再生水。膜出水可以达到我国湖水回用标准。
(2) 高浓度有机废水的处理：传统活性污泥法的不足－占地大，出水不稳定，污泥膨胀。 MBR 优点：高有机容积负荷，占地小，稳定出水，管理容易。高浓度废水包括：食品加工废水，啤酒、酱油加工废水，中药废水，糖蜜废水和厕所污水等。
(3)MBR 处理难降解有机物废水的优点：对分解有机物菌种能完全截留，驯化周期短；反应器内可以保持生物多样性，创造有机物共代谢的条件，大分子有机物可以被膜所截留，促进降解。 MBR 可以处理的难降解有机物废水包括：石油化工，染料废水，焦化废水，造纸废水，垃圾渗滤液，PVC 废水等，但这些废水的处理需要与前处理结合(厌氧、气浮等) 。
(4) 受污染河水的净化 ? MBR+PAC 组合工艺；微生物能够去除可降解有机物和氨氮， PAC 可去除难降解和可吸附的有机物，膜可截留细菌、悬浮物和高分子有机物。
如黄霞 教授所言： ? MBR 应用的推动力：环境标准的提高；水回用的需求；技术应用逐渐成熟；膜性能增强：高通量，高强度，耐化学药剂膜材料的出现。?随着二十一世纪人类经济社会持续快速发展，认为上述推动力会更加强劲 。
5.3.2 国内市场需求预测
基于我国目前的大环境，特别是水污染严重、水资源短缺的严重形势，特别是它们已经开始严重制约我国的经济发展和影响人们的正常生活，因此环境保护特别是水环境领域的保护已经成为我国各级政府的施政国策，国家为此并发布了系列国家政策与措施。环境保护产业将是我国今后数十年内最朝阳的产业，并具有巨大现实而广阔的市场前景。
1 ）、污水处理市场预测
根据 2007 年 6 月颁发的《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》中的规定， ‘ 十一五 ' 期间将新增城市污水日处理能力4500 万吨 , 形成 COD 削减能力 300 万吨，意味着自 “ 十一 . 五 ” 开始，中国的污水处理市场每年至少在 1000 亿元以上；而以上污水处理市场均为 MBR 技术的潜在市场目标。
2 ）、污水资源化市场预测
同样，根据 2007 年 6 月颁发的《国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知》中的规定， ‘ 十一五 ' 期间我国将新增城市再生水日利用能力 680 万吨，城市污水再生利用率达到 30% ，意味着自 “ 十一五 ” 开始，污水资源化行业将至少有 30% 约 300 亿元以上的市场份额。而 MBR 技术是污水资源化领域的最佳技术之一，也是 MBR 技术目前阶段的目标市场。
3 ）、 MBR 技术市场预测
根据以上两个市场的发展，以及 MBR 技术的发展方向，目前MBR 技术正在被国内的相关部门接受，并将在今后几年内成为污水处理技术特别是污水资源化领域的主流技术，因为该技术的出现是对我国传统污水治理理念和污水处理技术的一次颠覆和带来的一场伟大变革，将对中国的水处理行业和环境保护产业带来深层次的巨大影响；同时，它也使水处理行业从工程化向设备化和产业化成为可能。在上述领域，膜生物反应器技术都是重要的技术方法，也面临着巨大的市场机会。尤其是在市政污水处理，中水回用领域有着明显的竞争优势，必将获得广阔的市场空间。在过去几年，中国的膜生物反应器技术产业以 " 井喷 ” 方式发展。2007 年，膜生物反应器技术占我国污水处理市场的 1% 以下。据国内有关部门的估计，我国今后 5 年内膜生物反应器技术产业将以 100%以上的年增长率高速发展，大大高于国际平均增长率。预计 2008 年国内膜生物反应器技术产业市场将达到 25 亿元人民币， 2015 年将达到 300 亿元人民币以上。年度国内市场需求（亿元） 占污水处理市场份额（ % ）
2007 年 9 <1%
2008 年 25 2.5%
2009 年 60 5%
2010 年 10 8%
2011 年 140 12%
2012 年 180 15%
2013 年 220 19%
2014 年 260 23%
2015 年 300 27%
国内 MBR 技术未来市场需求预测表Create PDF with GO2PDF for free, if you wish to remove this line, click here to buy Virtual PDF Printer31年度预计 MBR 项目日处理水能力（万 m3/d ）
2007 年 40
2008 年 80
2009 年 190
2010 年 365
国内市场对膜材料产品需求预测表
国内市场需求
年度
金额（亿元） 实物量（万）
2007 年 15300
2008 年 21420
2009 年 29 580
2010 年 40 800
2011 年 58 1016
2012 年 81 1700
2013 年 113 2260
2014 年 158 3160
2015 年 221 4500
可以认为， MBR 技术的应用、或 MBR 专用膜分离产品的市场前景，已经不是我们反复探讨的问题，而是应该抓住机遇，认准目标，全力投入这个大市场。
