膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的運(yùn)用

張 蘋，楊海峰

（1.海南大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，海南海口 570228；2.海南大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，海南?？?570228）

最近幾年，我國(guó)的城市化建設(shè)取得了較為突出的成績(jī)，但是同樣也有大量問題產(chǎn)生，而如何有效地處理生活以及工業(yè)生產(chǎn)制造的污水便是其中一個(gè)急需解決的問題?？蒲腥藛T在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)之后，研發(fā)出了一種名為膜生物反應(yīng)的新型技術(shù)，該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)即操作方法簡(jiǎn)單以及占地面積較小等，而且它在實(shí)際應(yīng)用過程中有著極為出色的污水處理效果，值得在各個(gè)行業(yè)進(jìn)行大力推廣與應(yīng)用。

1 基本概念

1.1 膜生物反應(yīng)技術(shù)原理

膜生物反應(yīng)實(shí)際上就是指膜分離還有重新組合等一系列過程，當(dāng)生物膜處于某些特殊環(huán)境內(nèi)時(shí)就能夠進(jìn)行分離，同時(shí)膜在完成分離之后還可以和其他類型的組件再次結(jié)合進(jìn)而變成新型小單元。通過生物單元便可以做到多類型組合以及排列，從而實(shí)現(xiàn)生物分離等目標(biāo)，并處于生物分離這一特殊的狀態(tài)。膜生物反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)即反應(yīng)器與沉淀池中的配置還有構(gòu)建，就膜生物反應(yīng)整合的過程而言，其本質(zhì)為膜生物分離以及結(jié)合。另外，當(dāng)膜分離還有結(jié)合時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)濃縮與分離，從而達(dá)到污水處理工作最終的目標(biāo)。

1.2 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及弊端

1.2.1 工藝方面的優(yōu)點(diǎn)

現(xiàn)階段，雖然已有部分單位開始嘗試使用膜生物反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行污水處理，但并未實(shí)現(xiàn)全面普及，仍舊為新興的污水處理工藝，這種技術(shù)相較污水處理傳統(tǒng)工藝有著極為顯著的優(yōu)點(diǎn)，而工藝優(yōu)勢(shì)則是其中較為突出的一點(diǎn)，例如有著較高的分離效率。對(duì)于膜生物反應(yīng)技術(shù)而言，它所需要的占地面積較小同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生污泥沉降等問題，同時(shí)由于懸浮固體在混合液當(dāng)中有著較高的濃度，因此還能通過這一技術(shù)讓污水處理體系抗負(fù)荷的能力得到極大提高，進(jìn)而有效增強(qiáng)污水處理的效率還有能力，最終確保水質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)顯著提高。最后，利用膜生物反應(yīng)技術(shù)還能進(jìn)一步增加系統(tǒng)的傳氧效率。在膜生物反應(yīng)技術(shù)中的曝氣系統(tǒng)中使用了新研發(fā)的透氣膜，此類透氣膜相較于過去所使用的膜有著更小的傳質(zhì)阻力，同時(shí)還具有抗高壓以及幾乎不會(huì)受到外界環(huán)境因素影響等特點(diǎn)，借助其能夠確保供氧系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，而且在環(huán)境工程的污水處理工作中引用了此類新型處理工藝以后，其污水的處理效率也取得了近乎于質(zhì)的飛躍。除此之外，在當(dāng)前污水處理過程中應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)還可以讓污泥產(chǎn)率得到一定程度的降低。因?yàn)槟ど锓磻?yīng)技術(shù)獨(dú)特的工作原理，所以他能夠?qū)⑽勰嘧韪粼谏锓磻?yīng)器外部，這也是此類技術(shù)和傳統(tǒng)污水處理工藝最大的不同之處。雖然從宏觀角度看該環(huán)節(jié)并不具備實(shí)質(zhì)性意義，但是在開展實(shí)踐時(shí)便會(huì)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)具體的含量以及污泥之間存在有緊密聯(lián)系，假如可以將污泥阻擋在反應(yīng)器意外，那么便可以有效控制污泥產(chǎn)量，最終由源頭處減少污泥的產(chǎn)出量。

1.2.2 技術(shù)方面的弊端

雖然在上述分析之中，將膜生物反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境工程的污水處理工作中有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但這也并不意味著其毫無弊端，由于膜生物反應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)使得其內(nèi)部的膜實(shí)際使用的壽命往往較短，而且其中的膜還極易受到污水影響，一旦污水問題過于嚴(yán)重，那么“膜”能夠正常工作的壽命便會(huì)被極大縮短，而且當(dāng)膜受到了污水以及其他因素的污染后，通水量也會(huì)隨之減少，進(jìn)而嚴(yán)重阻礙了污水處理工作正常進(jìn)行。為此怎樣延長(zhǎng)膜生物反應(yīng)技術(shù)之中“膜”的使用時(shí)間，以確保能夠維持正常且穩(wěn)定的通水量是現(xiàn)階段有關(guān)技術(shù)人員急需解決的一個(gè)重要問題。

2 膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中應(yīng)用的具體種類

2.1 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池是環(huán)境工程建設(shè)污水處理工作當(dāng)中的第一道工藝，同時(shí)它還是膜生物反應(yīng)技術(shù)的具體展現(xiàn)，在環(huán)境工程污水處理工作中應(yīng)用該技術(shù)能有效提高污水的處理效果以及質(zhì)量。而且由于該環(huán)節(jié)技術(shù)水平相對(duì)較高且組合性較強(qiáng)，所以借助它與氣浮工藝有機(jī)的結(jié)合能夠使污水之中對(duì)應(yīng)的污染物數(shù)量還有水平顯著降低。把優(yōu)化組合的技術(shù)原理當(dāng)作基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)生物濾池以及氣浮技術(shù)完美結(jié)合能夠取得一個(gè)相對(duì)出色的處理結(jié)果，而且在根源維持解決污水之中的污染物，還能夠降低污染物的產(chǎn)量，從而有效提高污水處理水平。環(huán)境工程建設(shè)當(dāng)中的污水處理工作通常會(huì)伴隨有極大的負(fù)荷，借助此工藝可以對(duì)污水處理工作中負(fù)荷的強(qiáng)度進(jìn)行科學(xué)把控，從而避免其中的生物膜由于污染等問題而無法工作。通過上述方式能夠有效提高污水處理的效率還有質(zhì)量，除此之外還在一定程度上減少了對(duì)應(yīng)的資金投入。

2.2 動(dòng)態(tài)的內(nèi)循環(huán)技術(shù)

倘若想要在污水處理過程中充分展現(xiàn)出膜生物反應(yīng)技術(shù)所具有的作用，那么優(yōu)化還有改造反應(yīng)器便是最為重要且不可被忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)。就現(xiàn)階段常見的反應(yīng)器來看，絕大多數(shù)都無法滿足該技術(shù)的工作要求，為此要盡快改造還有升級(jí)當(dāng)前所使用的反應(yīng)器，在對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改造時(shí)必須要嚴(yán)格參考污水處理工作的具體特點(diǎn)，做到動(dòng)態(tài)化內(nèi)循環(huán)，同時(shí)盡可能地減少人力操作等頻率，最終達(dá)到多膜生物反應(yīng)等目的。倘若將微網(wǎng)材料添加至膜生物反應(yīng)技術(shù)之中能夠在一定程度上降低污水處理工作的投入資金，而且通過這種方式還可以確保污水處理工作實(shí)現(xiàn)合理控制以及高效化的造價(jià)管理，進(jìn)而有效提高企業(yè)最終獲得的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，合理且科學(xué)地應(yīng)用動(dòng)態(tài)循環(huán)工藝還能讓存在于污水內(nèi)部的活性污泥得到更好的吸附，并且性能較為出眾的污泥在被多次過濾以后還可以進(jìn)行多次重復(fù)使用。然而我國(guó)當(dāng)前部分地區(qū)依舊通過側(cè)向曝氣法來應(yīng)用動(dòng)態(tài)的內(nèi)循環(huán)技術(shù)，這種方式極易導(dǎo)致錯(cuò)流還有速度下降等問題的發(fā)生，最終阻礙污水處理工作正常運(yùn)行。所以，在對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，一定要對(duì)污水處理要求還有技術(shù)特點(diǎn)等有一個(gè)明確認(rèn)識(shí)，最好通過布設(shè)豎向的流動(dòng)爆氣裝置來放慢污水處理過程中的水流速度，以避免反應(yīng)器因反應(yīng)過快而產(chǎn)生斷流問題，最大程度地發(fā)揮出動(dòng)態(tài)的內(nèi)循環(huán)技術(shù)所具有的意義以及價(jià)值。

2.3 組合污水處理技術(shù)

相較于前者，我國(guó)當(dāng)前環(huán)境工程中的污水處理工作對(duì)于此技術(shù)的應(yīng)用要更為廣泛，組合污水處理工藝讓膜生物反應(yīng)還有膨脹顆粒污泥床等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了近乎于完美的結(jié)合，而且在實(shí)際的應(yīng)用過程中還發(fā)現(xiàn)，通過組合污水處理工藝可以使污水處理效果得到顯著提高。在利用組合污水處理工藝對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，其首先會(huì)借助膨脹顆粒污泥床來使存在于反應(yīng)器之中的有機(jī)物與污泥等進(jìn)行充分的混合，并將其中濃度較高的有機(jī)廢水和需氧型污染物剔除，在利用膜生物反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行后續(xù)一系列的操作，最終把其中剩余的少量雜質(zhì)完全清除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效和科學(xué)化的污水處理。

3 環(huán)境工程中污水處理的具體應(yīng)用

3.1 工業(yè)廢水處理

在因工業(yè)生產(chǎn)而形成的廢水之中，往往有著較為復(fù)雜的成分，這也就為污水治理工作造成了極大阻礙。想要在節(jié)省資源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)污水高效的處理，必須要先深入了解廢水當(dāng)中存在的各種成分，同時(shí)針對(duì)其挑選最為適宜的處理方案。為了保證經(jīng)過處理的工業(yè)廢水可以滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)人員在挑選處理技術(shù)時(shí)，一定要優(yōu)先考慮控制金屬的離子濃度。因?yàn)榻饘匐x子會(huì)由廢水環(huán)境差異（例如酸堿度還有有機(jī)物的濃度等）而表現(xiàn)出不同的存在形式，所以，想要控制成本，最大程度地節(jié)約資源，并讓金屬離子的濃度得到有效降低，最終使廢水內(nèi)各項(xiàng)元素含量符合排放要求，就應(yīng)當(dāng)通過增加反應(yīng)器的容積還有調(diào)節(jié)酸堿度等方式來進(jìn)行處理。

3.2 生活廢水的處理

對(duì)于膜生物反應(yīng)技術(shù)而言，其不只是在工業(yè)廢水處理過程中有著良好的表現(xiàn)，而且其對(duì)于生活廢水的處理同樣出色。通過這種技術(shù)處理生活中的廢水最大的優(yōu)點(diǎn)即效果顯著且操作簡(jiǎn)便，但是其也存在一定的缺陷，例如技術(shù)性過強(qiáng)以及資金投入較大等，因此不建議通過此技術(shù)來處理生活廢水。然而隨著近些年我國(guó)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)快速的發(fā)展，原本膜生物反應(yīng)技術(shù)存在的諸多缺點(diǎn)都已得到了完美解決，并且該技術(shù)的使用成本也實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步降低，另外其對(duì)于水資源的利用效率也隨之得到了極大的優(yōu)化，其在生活廢水處理方面具有的優(yōu)勢(shì)也越發(fā)顯著。對(duì)生活用水進(jìn)行科學(xué)處理，不只是能夠維持和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且還能節(jié)省水資源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其循環(huán)使用的理想效果。

4 應(yīng)用前景

膜污染因?yàn)槟ど锓磻?yīng)技術(shù)的不斷優(yōu)化和完善而得到了妥善處理，而且其在污泥的產(chǎn)量方面也存在顯著優(yōu)勢(shì)，同時(shí)借助該技術(shù)還能夠在減少資源以及成本投入的前提下，有效提升污水處理工作的處理效率與質(zhì)量，其在未來必然可以實(shí)現(xiàn)大范圍推廣與應(yīng)用。另外膜生物反應(yīng)技術(shù)因?yàn)樽陨碚嫉孛娣e較小且可以提供質(zhì)量出色的水資源，所以在污水處理還有廢水的回收等工作中有著極為重要的意義，前景尤為廣闊。

5 結(jié)語

總而言之，雖然現(xiàn)階段世界經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)等取得了巨大的進(jìn)步，但是也正因此導(dǎo)致全球水資源開始出現(xiàn)短缺以及污染等問題?，F(xiàn)階段，膜生物反應(yīng)技術(shù)憑借自身出色的污水處理效果而受到世界各國(guó)廣泛的關(guān)注，但因其出現(xiàn)時(shí)間較短，所以還存在一些弊端，為此在運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，一定要對(duì)它的優(yōu)缺點(diǎn)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，最大程度地展現(xiàn)出它所具有的優(yōu)勢(shì)，并深入研究其存在的不足之處，盡快解決其中的各種問題。相信在我國(guó)科研人員不斷努力之下，該技術(shù)一定可以進(jìn)一步的優(yōu)化與完善，最終使我國(guó)環(huán)境工程中的污水處理工作達(dá)到理想化效果。