在外置式膜生物反应器中生物反应器与膜单元相对独立，通过混合液循环泵使得处理水通过膜组件后外排；其中的生物反应器与膜分离装置之间的相互 干扰较小。目前在垃圾渗滤液处理中采用的外置式膜生化反应器，超滤膜一般 均选用错流式管式超滤膜。即循环泵为混合液（污泥）提供一定的流速（ m/s），使混合液在管式膜中形成紊流状态，避免污泥在膜表面沉积。
图 1-1 外置式膜生化反应器原理图
图1-2 外置式超滤膜的过滤方式
2. 内置式膜生化反应器
内置式膜生化反应器其膜浸没在生物反应器内，出水通过负压抽吸经过膜单元后排出。
图 2-1 内置式膜生化反应器原理图
图 2-2 内置式超滤膜的过滤方式
3. 外置式和内置式膜生化反应器对比表
表3 外置式和内置式膜生化反应器对比
序号 | 内容卷纸架 | 外置式膜生化反应器 | 内置式膜生化反应器 |
1 | 反应器污泥浓度 | 15-30g/l | 8-10g/l |
2 | 使用膜类型 | 错流式管式膜 | 中空纤维膜丝、帘式或板式膜 |
3 | 膜材质 | PVDF | 一般为一次性封条 PP 材料 |
4 | 超滤膜安装 | 外置式 | 内置式 |
5 夺刀器 | 膜通量 | 60-80 l/m2·h | 10-30 l/m2·h |
6 | 生化池容积别巡检2 | 所需容积较小 | 相同条件下，所需生化池容积 较大 |
7 | 易堵塞程度 | 污泥在膜管中高速紊 流，不易堵塞 | 膜浸没在污泥中，膜表面易形 成浓差极化，导致膜容易堵塞 |
8 | 膜寿命 | 3-5 年 | 1-2钽酸锂晶体 年 |
9 | 出水方式 | 连续出水 | 间歇出水 |
10 | 稳定性 | 较为稳定 | 不稳定，易产生膜破裂、断丝 等故障 |
11 | 清洗方式 水车式增氧机 | CIP 在线清洗 | 需要额外的提升外置清洗 |
12 | 清洗周期 | 每月药剂清洗一次 | 较为频繁 |
13 | 适用范围 | 高污染物浓度废水 高污泥浓度工艺 | 中、低污染物浓度废水 中、低污泥浓度工艺 |
14 | 其它 | | 生化系统污泥浓度受内置膜限 制，维护较为困难 |
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4. 外置式和内置式膜生化反应器比较说明
（1）反应器污泥浓度
由于外置式膜生化反应器采用错流式管式超滤膜，每条超滤环路设有循环泵，该泵在沿膜管内壁提供一个需要的流速（一般为s），从而使活性污泥在膜管中形成紊流状态，即高流速的活性污泥不断的冲刷膜表面，使的膜表面附近很难产生浓差极化层，从而避免了污泥在膜管中的堵塞，该项特性也使超滤膜可以承受较高的污泥浓度，工程实例表明外置式膜生化反应器污泥浓 度为 15-30g/l 左右。
而内置式膜生化反应器由于超滤内置于生化反应器中，采用自吸泵使膜清液端产生负压使膜内外形成压力差，从而产水，为了避免污泥在膜表面由于浓差极化产生沉积，底部设计曝气，利用空气气泡的扰动减少污泥在膜表面的沉积，因此内置式膜生化反应器的污泥浓度不宜过高一般为 8-10g/l 左右。
（2）生化反应器容积和占地面积
由于外置式膜生化反应器污泥浓度为内置式膜生化反应器的 倍，因此外置式膜生化反应器
生化池所需容积只需内置式膜生化反应器的50%-70%左右，大大节省了生化池的投资和占地面积。
（3）膜通量和膜面积
工程应用证明，在渗滤液处理中外置式膜生化反应器管式超滤膜的单位膜面积通量可达 60-80l/，而内置式膜生化反应器内置膜由于受污泥沉积等因 素影响（如抽吸压力不宜过高，否则易产生污泥在膜表面沉积）一般为 15-30l/。这意味着对于相同的处理量内置式膜生化反应器所需的膜面积式外置式 超滤膜的 3-6 倍。而由于内置式膜生化反应器不能连续出水，一般设计为每运行12分钟需停 3 分钟，即意味着对于相同的处理规模，内置式膜生化反应器所需的膜面积是外置式膜生化反应器的 4-8 倍。由于受膜材质以及其它因素 影响，工程实例表明，特别是在渗滤液处理应用中，内置式膜生化反应器采用 内置式超滤膜的通量衰减率为 25-40%（渗滤液处理中膜寿命一般为两年），而外置式管式超滤膜在其使用寿命（渗滤液处理中一般为 3-5年）期通量衰减率一般不超过10%。
（4）膜寿命
管式超滤膜所用膜材质为高分子聚偏氟乙烯即 PVDF，由于其优良的不同溶 剂的兼容性为目前公认质量最好的膜材质，其韧性较好，不易破裂，膜寿命长。
内置式膜生化反应其一般采用 PP材质，如应用于垃圾渗滤液处理，由于渗滤液中含有较高的钙镁离子和硫酸根离子，易在膜表面产生结垢，从而使膜硬化，兼 PP 膜本身脆性相对较大，因此在渗滤液处理中内置式 PP 膜极易产生断丝或膜破裂的情况。管式超滤膜的寿命在渗滤液处理中为 3-~5年，而内置式的仅为 1~2 年。
（5）膜清洗
外置式超滤膜在稳定运行状态下，一般只需每月化学清洗一次，如不停机一般不需要进行任何冲洗。而内置式膜生化反应器每天需要进行 1 至 3 次反冲 洗，且耗水量大。
外置式膜生化反应器清洗为全自动 CIP 在线清洗，而内置式膜生化反应器 超滤膜化学清洗需要将膜吊出反应器进行冲洗和化学药剂浸泡，工作量复杂。
由以上对比表中可以看出，由于渗滤液中悬浮物浓度高、污染物浓度高，内置式膜生化反应器不适用于渗滤液处理，特别是膜的堵塞较为频繁。
另外，虽然外置式超滤膜能耗较内置式膜要高，但内置式膜的使用寿命往往不 高，特别是对于渗滤液处理而言，一般适用寿命仅为 1~2 年，而外置式超滤膜的使用 寿命可达 3-5 年，综合考虑内置式和外置式超滤膜的运行成本基本持平。
5. 总结
综合上述对比，对于垃圾渗滤液处理而言，内置式膜生化反应器的使用将会产生较多问题，因此，设计建议采用外置式膜生化反应器。
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