根據(jù)使用的膜種類(lèi)和膜在系統(tǒng)中所起作用不同，一般可以分為三大類(lèi)，即固液分離膜生物反應(yīng)器、曝氣膜生物反應(yīng)器和萃取膜生物反應(yīng)器。

(1)固液分離膜生物反應(yīng)器

固液分離膜生物反應(yīng)器是目前研究最為廣泛的一類(lèi)膜生物反應(yīng)器，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)廢水、生活污水及垃圾滲濾液。根據(jù)膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器的組合方式以及膜組件的設(shè)置位置，固液分離膜生物反應(yīng)器可分為一體式膜生物反應(yīng)器和分置式膜生物反應(yīng)器。

①一體式膜生物反應(yīng)器，是將膜組件放置在生物反應(yīng)器內(nèi)部，曝氣器放置與膜組件的正下方?？諝鈹噭?dòng)在膜表面產(chǎn)生紊流，在這種剪切力的作用下，膠體顆粒被迫離開(kāi)膜表面，減緩膜的堵塞。膜出水靠抽吸泵抽吸出水。由于這種形式的膜生物反應(yīng)器省去了混合液循環(huán)系統(tǒng)，并且靠抽吸出水，能耗相對(duì)較低，結(jié)構(gòu)較分置式膜生物反應(yīng)器更為緊湊，占地少，近年來(lái)在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注。但是其膜通量相對(duì)較低，容易發(fā)生膜污染，不易清洗和更換膜組件。

②分置式膜生物反應(yīng)器，是指膜組件與生物反應(yīng)器分開(kāi)設(shè)置，在反應(yīng)器中設(shè)有循環(huán)管路，靠加壓泵加壓出水，加壓泵從生物反應(yīng)器抽水，壓入膜組件中，膜的濾過(guò)水排出系統(tǒng)，濃縮液回流至生物反應(yīng)器。

分置式膜生物反應(yīng)器的特點(diǎn)是:運(yùn)行穩(wěn)定可靠，膜易于清洗、更換及增設(shè)，膜通量較大，但是在一般條件下，為了減少污染物在膜表面的沉積，延長(zhǎng)膜的清洗周期，需要用循環(huán)泵提供較高的膜面錯(cuò)流流速，致使水流循環(huán)量增大，動(dòng)力費(fèi)用增高，并且泵的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力會(huì)使某些微生物菌體失活。

(2)曝氣膜生物反應(yīng)器

在曝氣膜生物反應(yīng)器(membrane aeration bioreactor，MABR)中，采用透氣性膜作為曝氣擴(kuò)散器，產(chǎn)生無(wú)泡曝氣，用以提高供氧效率。同時(shí)膜可以作為生物反應(yīng)器內(nèi)微生物附著生長(zhǎng)的載體。通過(guò)膜兩側(cè)氧的直接供給和營(yíng)養(yǎng)物的擴(kuò)散，達(dá)到有效降解有機(jī)物的目的。

在該系統(tǒng)中，由于氧的無(wú)泡傳遞，供氧不能對(duì)混合液產(chǎn)生混合效果。通?；旌弦旱幕旌贤ㄟ^(guò)循環(huán)泵、攪拌等來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種曝氣器可用于含揮發(fā)性有毒有機(jī)物或發(fā)泡劑的工業(yè)廢水處理系統(tǒng)，膜曝氣系統(tǒng)尤其適用于曝氣池活性污泥濃度很高、需氧量很大的系統(tǒng)。

MABR的構(gòu)型有一體式和分置式兩種，多數(shù)研究中采用一體化的MABR。其運(yùn)行方式有連續(xù)和間歇兩種，通常僅有生物膜附著于膜上的MABR工藝以連續(xù)式運(yùn)行，而附加支撐介質(zhì)的工藝以間歇式運(yùn)行。Kolb等[10]于1995年描述了間歇式 MABR與活性炭床聯(lián)用處理廢水中的VOCs，其有機(jī)物和2-氯酚的去除率分別為15.5kg/(m·d)和20kg/(m·d)。通過(guò)吸附VOCs的活性炭上的微生物降解，活性炭床能夠確保每個(gè)循環(huán)開(kāi)始時(shí)廢水中的VOCs濃度降至微生物生存閥值以下。

(3)萃取膜生物反應(yīng)器

1994年，英國(guó)學(xué)者Livingston研究開(kāi)發(fā)了萃取膜生物反應(yīng)器(extractive membrane bioreactor，EMBR)EMBR利用膜將工業(yè)廢水中的有毒污染物萃取后對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)的生物處理，如圖3.30所示。在該系統(tǒng)中，廢水與活性污泥被膜隔開(kāi)，廢水在膜腔內(nèi)流動(dòng)，與微生物不直接接觸。通過(guò)硅樹(shù)脂或其他疏水性膜選擇性地將工業(yè)廢水中的有毒污染物萃取并傳遞到好氧生物相中，在生物反應(yīng)器內(nèi)被微生物吸附降解。由于膜的疏水性，廢水中的水及其他無(wú)機(jī)物不能透過(guò)膜向活性污泥中擴(kuò)散。反應(yīng)器的其化無(wú)機(jī)物不能透過(guò)膜身活性污泥中擴(kuò)散。反應(yīng)器的混合液與廢水之間通過(guò)濃度梯度的作用，污染物不斷從廢水透過(guò)膜進(jìn)入生物反應(yīng)器。為促進(jìn)生物反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)物的降解，有時(shí)需要向生物反應(yīng)器添加一些無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分。

萃取膜生物反應(yīng)器適用于萃取和處理廢水中的優(yōu)先污染物，特別適用于以下情況:廢水酸堿度高、鹽濃度高或含有毒生物難降解有機(jī)物，不宜使廢水與微生物直接接觸處理;廢水含有揮發(fā)性物質(zhì)，采用傳統(tǒng)的生物處理工藝易隨曝氣氣流揮發(fā)。