1、膜生物反应器（Membrane Bioreactor, 简称 MBR）是当今世界公认的先进的污水处理和污水资源化技术，它是将膜分离技术中的超滤、微滤或纳滤膜组件与污水生物处理中的生物反应器相互结合而形成的新型处理系统。这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体。由于膜的高效分离作用使 MBR 具有多传统生物处理工艺所不具备的许多突出优点：出水水质优良稳定，可直接回用；容积负荷高，占地面积小，整个系统流程紧凑；剩余污泥产量少；运行管理方便等。同时，膜的一次性高成本投入、膜污染、膜的较短使用寿命等依然是制约膜技术运用的瓶颈。MBR 技术的最佳适用范围为：出水水质要求高
2、的项目（出水水质优于城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002 ） 中一级 A 类限制） ；处理出水有回用要求的项目（污水资源化项目） ；工程用地比较紧张的项目；高浓度有机废水项目。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。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
3、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。1. 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：19902000：实验室阶段，小试、中试、示范工程；20002003：每天百吨级的规模，主要用于小区楼宇、工业等领域；20032005：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； 20042005：每天万吨级的规
4、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； 20052006： 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。1.1 膜生物反应器 MBR 技术在中国已经实施的主要项目 20022004 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
5、。2005 年完成并运行的大型 MBR 技术应用工程项目：湖南岳阳石化 0.5 万 m3/d(石化) 联合环保中关村西区 4000m3/d (生活) 碧水源海淀温泉水厂 2000m3/d (生活) 碧水源密云石城 2000m3/d (生活) 碧水源青岛机场 2000m3/d (生活) 清华德人燕山石化 1.6 万 m3/d (石化) GE2006 年完成并运行的大型 MBR 技术应用工程项目：北京密云再生水厂 4.5 万 m3/d (城市) 碧水源内蒙古金桥电厂 3.1 万 m3/d (工业废水) GE洛阳石化 0.6 万 m3/d (石化) 联合环保2007 年完成并运行的大型 MBR 技术
6、应用工程项目怀柔再生水厂 3.5 万 m3/d (城市) 碧水源温榆河水资源利用 10 万 m3/d (城市河水) 碧水源大亚湾石化 2.5 万 m3/d (石化) 联合环保海南石化 1.08 万 m3/d (石化) 联合环保2008 年将完成并运行的大型 MBR 技术应用工程项目（在在建或设计项目）北小河再生水厂 6 万 m3/d (生活) Simens平谷再生水厂 4.0 万 m3/d (城市) 碧水源郊区河水资源利用（二期）10 万 m3/d (城市河水) 碧水源湖北再生水厂 16.5 万 m3/d (城市) 碧水源郊区再生水厂 4.0 万 m3/d (城市) 碧水源延庆再生水厂 3.5
7、 万 m3/d (城市) GE总结上面工程项目可以得到图一和图二。从图中可以看出从 2004 年至今，在已建成的大中型项目中，碧水源都占 60%以上，并且其市场份额呈增长趋势。根据美国商业信息公司从 2005 年到 2007 年 2 月发表的商业报告,全世界膜处理技术市场规模（膜处理技术市场是指用膜技术建设的项目技术与设备系统,它包括提供的膜技术系统、膜组器、配套设备等，MBR 是膜技术中的一种）的现状和预测如下表所示：全世界 中国 膜技术市场规模 2006 年 2010 年 2006 年 2010 年 （单位:亿美金)生物技术膜技术市场 10 18 1.2 2.5 食品工业膜技术市场 2.8
8、 4.6 1.28 2.46 城市供水膜技术市场 13 21 1.3 2.1 水循环再利用膜技术市场 21 33 1.4 4.3 膜生物反应器膜技术市场 2.5 11.7 0.45 4.37 反渗透膜技术市场 20 30 3.0 3.8 微孔过滤透膜技术市场 8.2 9.4 0.82 2.94 超滤膜技术市场 13 18.9 1.3 2.9 合计(亿美金) 108.5 163.6 12.9 25.8 合计(亿人民币) 868 1309 97 194 从国外对膜技术的整个市场预测看，国外比较看好这项技术， 同时对中国市场特别看好。在 2006 年全世界膜处理技术市场（包括：反渗透膜技术处理市场占
9、有约 60%，和超/微滤膜技术处理市场目前约 40%）规模大约为 108.5 亿美金, 到 2010 年将增长到 163.6 亿美金（届时，超/微滤膜技术处理市场包括 MBR 技术将占有 65%以上的份额） 。中国膜技术市场规模大约为世界膜技术市场规模的十分之一, 在 2006 年中国膜技术市场的销售额约为13 亿美金, 到 2010 年将猛增到 25.8 亿美金约 200 亿元，市场之大, 增长之快, 举世瞩目。可以看出， 中国是世界上膜技术市场增长最快的地区，同时中国的 MBR 技术市场是世界增长最快的领域和地区之一。2.5 国内膜生物反应器 MBR 技术市场需求预测 国内市场供应现状据统
10、计，至 2007 年底国内用于污水处理和中水回用的 MBR 技术项目约 9 亿元；而可以为客户提供污水处理与污水资源化整体技术解决方案大规模项目 MBR 技术的公司有：国内 2 家、国外 7 家；可以提供中小规模项目的 MBR 技术与服务的公司有：国内约 30 家、国外 10 家。可见该领域拥有较高的技术壁垒，竞争性还不够强。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
11、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
12、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
13、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
14、年 100 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年 度 预计 MBR 项目日处理水能力（万 m/d）2007 年 402008 年 802009 年 1902010 年 365国内市场对膜材料产品需求预测表年度 国内市场需求金额（亿元） 实物量（万）2007 年 15 3002008 年 21 4202009 年 29 5802010 年 40 8002011 年 58 10162012 年 81 17002013 年 113 22602014 年 158 31602015 年 221 45003. 结语 MBR 技术在水处理工程中的高生物量浓度、长污泥龄及良好的固、液分离率使 MBR 工艺能以紧凑的系统获得较优的有机物去除率。膜生物反应器有效克服了与污泥沉降性能有关的限制,起到了取代二沉池的作用, 同时还能达到澄清和除菌的目的。MBR 工艺具有出水水质优，占地少，产泥量小，易于实现自动控制等许多常规工艺无法比拟的优势。提高膜性价比和减少膜污染是 MBR 推广应用的关键。随着水资源的短缺和水污染日益严重及膜科学的不断发展，膜污染问题日益得到改善和解决。MBR 凭借其独有的优势, 将在污水资源化等方面得到广泛应用。
