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膜技术是水净化和纯化的有效手段。使用膜可以去除水中的悬浮物、细菌、有毒金属物质和有机物，大大改善水质。与传统分离技术相比，膜技术具有高效、节能、环境友好、过程容易控制、操作方便、易与其他技术集成等优点。
膜技术对我国生活污水、工业废水的处理和资源化利用有重要战略意义。当前，我国环境保护形势依然严峻，膜技术的使用，则可大幅度削减污染物排放量，尤其是难处理的印染、皮革、电镀、焦化、酿造等领域产生的工业废水，一般技术处理均难以达标。膜技术是处理这些工业废水的重要技术之一。此外，膜技术在城镇生活污水处理上已有众多成功运营典型，取得了较大进展。
据了解，为加大膜技术在废水处理上的推广力度，国家有关部门已将发展膜技术、膜材料列入培育新型产业的规划中。相关环保部门纷纷开展合作，共同推动膜技术在经济发达地区废水处理领域的推广；在重点流域抓好膜技术治理水污染的示范工程；建立市场激励机制，加快膜技术在废水处理领域的推广。
相比于在污水处理领域的应用，膜技术在我国供水领域的应用起步较晚。但在水源污染日趋严重和给水水质标准逐步提高的双重压力下，以超滤为核心技术的第三代城市饮用水净化工艺已走上供水净化的历史舞台。
2010年3月，中国水网顾问何寿平在做客中国水网时曾表示，超滤膜在我国供水领域的运用正呈增加趋势。2009年末，应用膜处理工艺进行提标改造的山东东营南郊水厂（10万吨/日）、江苏南通芦泾水厂（2.5万吨/日）、无锡中桥水厂（15万吨/日）均已相继通水。此外，同样采用膜处理工艺的杭州清泰水厂（30万吨/日）也正处于如火如荼的建设之中，预计将于2011年年底建成通水。在首都北京，北京水源九厂将膜技术应用于滤池反洗水处理项目也已尘埃落定。
中国工程院院士李圭白也指出，膜是21世纪新材料中的一个生长点，随着膜性能的不断提高，膜价格的不断降低，中国城市水厂的膜时代已经到来。
可见，无论在污水领域还是供水领域，膜技术均已悄然掀起一场革命。
6月11日~12日，由中国水网和清华大学环境科学与工程系联合主办的“2010水业高级技术论坛”（第四届水业高级技术论坛）也特设“膜技术及其工程应用单元”，聚焦膜技术发展与应用现状。上海市政工程设计研究总院资深副总工沈裘昌、清华大学环境科学与工程系教授黄霞将分别解读膜技术在供水行业与污水处理行业的总体应用情况。另外，东营南郊水厂厂长纪洪杰等一线负责人也将结合膜工艺水厂的案例实践，与参会代表分享膜技术的应用经验。敬请关注。（中国水网）
在一个完整的生态系统中，植物是生产者，动物是消费者，产生污染物，细菌则扮演分解者的角色，负责处理动物留下的污染物。现在，一些水处理公司开始利用自然界赋予细菌的这种职能治理污水。
作为2008年北京奥运会“绿色遗产”的一部分，位于北京北郊的北小河再生水厂的一部分污水处理就采用了基于这种原理的、全球最先进的Memcor膜生物反应器系统，业界称之为MBR。奥运村中心地带的景观湖和喷泉使用的水就是这家污水处理厂提供的再生水，此外它还担负着亚运村及北苑一带的污水处理及还清北小河下游河道的任务。
北小河MBR系统的建设者和技术提供者是西门子公司。2006年6月初，北京城市排水集团选中西门子（中国）有限公司承建北京北小河污水处理厂的改扩建工程，这个总价达到1800万美元的工程，规模是当时全球同类项目之最。
“北小河狭促的占地决定了我们要采用这项技术。”中国人民大学环境学院教授王洪臣告诉《第一财经周刊》。他曾担任北京城市排水集团的总工程师。MBR膜技术被认为是过去20年在水处理领域最重要的技术突破之一，其革命意义在于，过去的污水处理技术都是工程化的土建项目，而MBR则把工程化的技术变成了设备化的技术，从而大大节省了污水处理厂的占地空间。
传统的污水处理厂是用氧化剂氧化污染物，需要苛刻的压力、温度等条件，再加上添加的化学药剂，成本高，而且会产生副作用。与这种化学方式相比，细菌处理更为经济。
用细菌来处理污染物的话，需要借助“多孔膜”这种工具，细菌的大小一般是1微米以上，最小的细菌只有0.5微米，而MBR技术所用的膜的孔径通常是0.1微米以下，这样膜可以把大量的细菌截留并集中起来，强化它们的作用。
在北小河再生水厂的MBR系统里，污水流入生化反应池里，通过膜聚集起来的细菌在这里“吃”掉水中的污染物，使污水得到初次净化。经过降解的污水随后进入膜池，在那里通过超滤膜进行泥水分离后，再通过紫外线消毒和出厂水二氧化氯消毒，这时水中各种物质的含量达到城市杂用水的标准，也可以作为景观用水补充到城市河道和景观水体之中。
MBR系统最大的问题在于膜污染。因为细菌本身是污染物，在接近膜的时候会发生堆积，离膜的表面越近，污染物的聚集越多。如果堆积发展到一定程度，就会发生拥堵，过滤的过程就趋于停止。解决膜拥堵，需要搅动。但是搅动得越剧烈，消耗的能量就越大。
如果以一度电七八毛钱计算，MBR系统每处理一吨水大概多出将近1毛钱电费。而且，这些生化反应池里的细菌“分解者”需要氧气，水里的氧气不够，需要有设备把空气中的氧气溶解到水里。
于是，成本成为制约MBR技术大规模应用的最大问题。膜本身成本高，寿命短，8年左右就需要更换。而且MBR日常运营成本较传统技术高出10%左右。在工程方面，MBR技术也比传统二次沉淀池工程的建设成本高出1/3。但是MBR的优点是占地少，整个工程占地仅为传统工程的1/4，最关键的是，这种技术最有效率、出水的水质标准也更高。
在上马MBR扩建工程之前，北小河采用的是传统的二次沉淀池。这种水处理方式也属于生物处理，也利用细菌分解污染，只不过这种方式比较原始。在水池里，好多种类的细菌会形成絮状物，它们略微比水的重力大，然后利用重力差别来分离。但是这种方式效率很低，不能沉淀的细菌会跑掉，有些种类的“分解者”们没办法发育和聚集起来。
在操作上，MBR比传统方式也要简单。传统的处理方式需要有微生物方面的专家，他们控制细菌生长的状态，防止产生污泥膨胀而导致系统陷入崩溃。现在计算机会监控工艺运行和提供数据，这些数据判断日常维护的时间，操作人员按照时间去清洗膜就可以了。
西门子刚刚发明了一项叫做MEMPULS的技术，这种尚处于申请专利阶段的技术据称可以节省MBR的膜分离单元一半的电耗。
“归根到底，膜就是一种塑料制品。随着技术发展和市场规模的扩大，膜生物反应器的价格也会降下来。”曾经参与北小河项目的西门子（中国）有限公司水处理技术部销售技术总监靳志军说。
2004年夏，西门子通过收购总部位于法国的威立雅环境手中的美净集团进入了水处理行业，MBR正是美净拥有的一项技术。
除了北小河项目，2009年，西门子公司又开始使用这种技术处理江苏无锡的工业园区污水并帮助太湖恢复水质。江苏无锡新城污水处理厂的MBR污水处理系统每天可生产3万立方米的再生水，处理过的水可以放心地排放到太湖中。
“其实水处理领域没有绝对领先的技术，要看污水厂适合用什么样的技术。”王洪臣说。在北小河再生水厂，MBR技术只应用于每天6万吨水的处理上，2010年污水厂的二期工程一级强化处理系统则采用了磁分离水处理技术。
在MBR膜系统领域，中国公司也表现不俗，刚刚登陆创业板不久的碧水源(300070,股吧)就是主要采用这种系统的水处理公司，目前这家公司已经占国内市场份额的60%，2009年主营业务收入为3.1亿元，同比增长41.91%。根据中国“十一五”规划和节能减排部署，“十一五”期间全国城市再生水利用能力新增680万吨，预计总投资102亿元。靳志军估计，仅中国市场，可能就相当于世界其它地区水处理市场的总和。“环境既然是人类生活质量的一部分，也会成为消费的一部分。”他说。