膜－－生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜－－生物反应器实际上是三类反应器的总称：

曝气膜－－生物反应器 ；

萃取膜－－生物反应器；

固液分离型膜－－生物反应器, 简称 MBR；

曝气膜

曝气膜－－生物反应器（AMBR），采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（ Bubble Point）情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的合理控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。

萃取膜

萃取膜－－生物反应器，又称为EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。

MBR 工艺中常用的膜组件形式有：板框式、圆管式、中空纤维式。

（1）板框式

MBR工艺早应用的一种膜组件形式，外形类似于普通的板框式压滤机。

优点：制造组装简单，操作方便，易于维护、清洗、更换。

缺点：密封较复杂，压力损失大，装填密度小。

（2）圆管式

由膜和膜的支撑体构成，有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内流入，渗透液从管外流出。膜直径在 6~24mm 之间。

优点：料液可以控制湍流流动，不易堵塞，易清洗，压力损失小。

缺点：装填密度小。

（3）中空纤维式

组装形式如下图所示：外径一般为40～250μm，内径为25～42μm。在MBR中，常把组件直接放入反应器中，不需耐压容器，构成浸没式膜－－生物反应器。一般为外压式膜组件。

优点：耐压强度高，不易变形，不需支撑材料；装填密度高；造价相对较低；寿命较长，可以采用物化性能稳定，透水率低的尼龙中空纤维膜。

缺点：对堵塞敏感，污染和浓差化对膜的分离性能有很大影响。

MBR膜组件设计的一般要求：

（1）对膜提供足够的机械支撑，流道通畅，没有流动和静水区；

（2）能耗较低，尽量减少浓差化，提高分离效率，减轻膜污染；

（3）尽可能高的装填密度，安装，清洗、更换方便；

（4）具有足够的机械强度、化学和热稳定性。

生活污水和工业废水处理

水资源越来越缺乏，生活污水和工业废水的循环利用备受关注。有学者采用超滤反渗透处理城市二生活污水处理厂出水，研究发现超滤反渗透对处理后出水的总磷、总氮、总溶解固体、化学需氧量、氯离子的处理效率分别为 95%、95%、99%、90%、97%以上，满足《城市污水再生利用景观环境用水水质标准》（GB/T 18921—2002），可用于景观用水；除氮指标外，绝大部分指标满足饮用水水源标准。 

其他污水处理

超滤膜技术还应用于电厂循环排污水的处理、矿区冷却循环排污水的处理、纸浆和造纸漂白废水的处理和钢铁企业排污水等工业废水的处理。 

食品应用：

超滤膜技术在食品方面的应用主要是果汁的浓缩、澄清、啤酒生产和营养成分的提取等]。有学者采用超滤技术及褐变控制生产出澄清的香蕉汁。研究发现，南瓜汁经过微滤后，选用截留相对分子质量5万的聚砜卷式超滤膜，在操作压力0.3MPa，适温度35℃时进行全回流超滤试验，膜通量至少可达到30.23L/（m2·h），且得到澄清透明的南瓜汁饮料。此外，许多学者采用超滤技术提取橙皮苷、蛋白质、多糖、三聚氰胺等物质。

超滤膜技术除了应用于成分的提取外，还可用于灭菌。有学者将超滤技术应用于酱油的灭菌、澄清中，提高了产品品质，延长了保质期。 

制药应用：

药物分离

超滤技术可用于药物的分离精制、除热原、灭菌等，尤其是在抗生素及维生素的分离提取方面。有学者提出的超滤/萃取法从根本上解决了抗生素萃取过程的乳化问题，提高了萃取收率和产品质量。

目（2018年），生产过程中常利用活性炭吸附去除人参皂苷注射液制备过程中热原，该方法具有总皂苷损失量大、生产成本高等缺点。而采用超滤法去除人参皂苷注射液制备过程中热原，即可有效去除热原，又可减少人参总皂苷的损失，具有简便、可靠、效果好等优点。利用超滤技术去除狂犬病疫苗生产过程中产生的细菌内毒素，抗原损失较少，并且富集了样品，能够满足疫苗生产的要求。 

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