膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的應(yīng)用研究

高小懿

沈陽市市政工程設(shè)計研究院有限公司 遼寧沈陽 110015

膜生物設(shè)備的應(yīng)用可以替代沉淀池等環(huán)節(jié)，將膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合，具有良好的固液分離效果。膜生物反應(yīng)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于污水處理的各個領(lǐng)域。膜生物反應(yīng)措施可以用來保證出水水質(zhì)，提高污水處理的有效性。

1 膜生物反應(yīng)技術(shù)原理

膜分離是在一定的驅(qū)動力下分離混合物中的離子和顆粒的過程。膜可以在沒有相變的離子范圍內(nèi)分離。膜的厚度為微米，膜的分離和保留性能由膜的孔徑來區(qū)分。

膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)與生物化學(xué)相結(jié)合的新技術(shù)，由生物反應(yīng)器和膜組件單元設(shè)備組成。污染物在生物反應(yīng)器中被同化，大部分異化產(chǎn)物是無害的二氧化碳。膜組件用于捕獲微生物，微生物可以被捕獲在反應(yīng)器中?？刂莆⑸锏耐Ａ魰r間以消毒流出物。膜生物反應(yīng)器降解廢水中有機污染物和懸浮物的去除率達到95%以上。開發(fā)安全無毒的新型絮凝劑對原料產(chǎn)品的工藝改進具有重要的現(xiàn)實意義。根據(jù)膜組件的相對位置，可分為分離式、集成式和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器[1]。分離式膜組件和生物反應(yīng)器分別設(shè)置，混合溶液經(jīng)泵加壓后進入膜組件，膜被過濾進入冷凍溶液系統(tǒng)處理水，大分子物質(zhì)被膜截留。分離式膜生物反應(yīng)器的特點是操作管理方便，膜易于清洗和更換。然而，為了減少污染物在膜表面上的沉積，功耗很高，并且由高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力使微生物細(xì)胞失活。根據(jù)生物處理的要求，集成式可分為兩種形式。膜組件浸沒在硝化反應(yīng)器中，混合溶液由泵更新和過濾，泵可提供支撐膜和設(shè)備。膜浸沒槽用作好氧區(qū)，便于膜的分離和清洗。

復(fù)合膜生物反應(yīng)器的特點是添加填料和改變一些形狀，使反應(yīng)器具有懸浮活性污泥和附著生物膜，提高了廢水處理能力。填料可以是常規(guī)填料或顆?；钚蕴俊８鶕?jù)生物反應(yīng)器的好氧能力，生物反應(yīng)器可分為好氧反應(yīng)器和厭氧反應(yīng)器，根據(jù)壓力情況可分為常壓反應(yīng)器和加壓反應(yīng)器。加壓反應(yīng)器的生物處理裝置處于加壓狀態(tài)[2]。

2 膜生物反應(yīng)的技術(shù)類別

2.1 EGSB-MBR方法

EGSB技術(shù)和膜生物反應(yīng)器技術(shù)相結(jié)合，可以在合適的污水處理環(huán)境中實現(xiàn)更好的污水處理效率。EGSB是在前一代厭氧反應(yīng)器的基礎(chǔ)上改進而成的新一代（第三代）厭氧反應(yīng)器。它的重要功能是處理有機廢水。由于內(nèi)部流體的融合，有機物和微生物的混合更加有效。然而，由于膜對生物反應(yīng)的過度吸收，大量的雜質(zhì)將會積聚，從而降低水的流速。EGSB技術(shù)可以有效解決上述問題。這兩種技術(shù)的結(jié)合可以保證污水凈化設(shè)備在運行過程中的穩(wěn)定性。

2.2 DMBR技術(shù)

DMBR技術(shù)是一種動態(tài)內(nèi)旋轉(zhuǎn)反應(yīng)器，它是在生物膜相互作用技術(shù)的基礎(chǔ)上進一步改進的。在實際傳輸過程中，基于有機過濾的動態(tài)膜模擬了超濾膜過濾等方法，大大提高了污水處理工作。因此，動態(tài)內(nèi)轉(zhuǎn)反應(yīng)器的主要部件是大孔徑微網(wǎng)，其生產(chǎn)成本低，對加壓污泥的過濾效果好。據(jù)相關(guān)研究人員介紹，動態(tài)內(nèi)旋清洗反應(yīng)器的準(zhǔn)備周期很短，大約20分鐘即可完成，化學(xué)需氧量過濾效果可達90%以上。

2.3 曝氣濾池技術(shù)

曝氣過濾技術(shù)是生物膜技術(shù)之一。工業(yè)使用過程中，污水通過分離反應(yīng)器過濾，特別是膠體、洗滌劑等物質(zhì)通過蒸發(fā)過程，空氣注入生物反應(yīng)過濾器，實現(xiàn)廢水沉淀的化學(xué)中和，最終污染物殘留，滿足廢水的基本清洗要求。隨著當(dāng)前化學(xué)工業(yè)的進步，污水處理技術(shù)也逐漸發(fā)展起來。曝氣過濾技術(shù)和生物膜技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用可以有效解決生物膜降解問題，解決生物膜降解帶來的各種問題，如過度吸附等。由于原料、時間等因素的影響，提高了加工效率，最終改善了反應(yīng)器的流動性，增加了其經(jīng)濟優(yōu)勢。在生物膜相互作用過程中，曝氣過濾器可以用來支持反應(yīng)。作為組合工藝的一部分，膜生物濾池還可以從源頭上減少污染物的總量。在正常情況下，廢水處理容易消耗大量負(fù)荷。如果將處理方法改為曝氣濾池，可以減少工作量，延緩生物膜污染[3]。

3 膜生物反應(yīng)技術(shù)特點

該膜組件可以替代傳統(tǒng)的二沉池進行高效的固液分離，克服了傳統(tǒng)工藝中污泥易膨脹的缺點，具有其他生物處理工藝所沒有的優(yōu)點。膜生物反應(yīng)器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)緊湊、處理效率高、剩余污泥少、脫氮效果好和膜生物反應(yīng)器處理系統(tǒng)設(shè)備化程度高。膜生物反應(yīng)器僅利用膜分離裝置實現(xiàn)常規(guī)生物膜處理的大沉淀池功能，減少占地面積，集成式膜生物反應(yīng)器實現(xiàn)生物降解和泥水分離。與傳統(tǒng)的污泥處理方法相比，不同規(guī)模的膜生物反應(yīng)器可節(jié)省1/2的占地面積。膜生物反應(yīng)器對有機物的去除率來源于生物反應(yīng)器中的微生物降解和膜對有機大分子的截留。膜截留有利于培養(yǎng)工業(yè)廢水中具有特殊能力的細(xì)菌，可以延長大分子物質(zhì)的停留時間，增強膜生物反應(yīng)器處理難降解有機物的能力。膜過濾可以截留水中的懸浮固體和混合溶液中的大分子物質(zhì)，使出水水質(zhì)更好。消除污泥膨脹對出水水質(zhì)的影響。

由于膜的高效截留，微生物被完全截留，實現(xiàn)了污泥停留時間和水力停留時間的分離，在反應(yīng)器中保留了足夠的污泥濃度，大大增加了膜生物反應(yīng)器的容積負(fù)荷，增強了系統(tǒng)抵抗沖擊負(fù)荷的能力。提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。高濃度的污泥可以達到較高的容積負(fù)荷，并進入污泥基質(zhì)以維持微生物的營養(yǎng)需求，減少剩余污泥的產(chǎn)生。剩余污泥處理已成為處理廠正常運行的控制因素。其成本占處理廠運行成本的30%，因此從源頭上減少污泥量，促進剩余污泥量較少的膜生物反應(yīng)器技術(shù)的研究和發(fā)展非常重要。M BR由于結(jié)構(gòu)少，易于加工成套設(shè)備，可縮短工期，自動化程度高，節(jié)省人工成本。

4 結(jié)語

目前，全球水資源短缺，人們的環(huán)保意識日益增強，環(huán)境工程污水的膜生物處理技術(shù)日益受到重視。我國工業(yè)污水處理應(yīng)積極采用膜生物技術(shù)。目前膜生物反應(yīng)器的缺點是使用壽命短，在處理污染污水時容易損壞膜反應(yīng)器。在未來的發(fā)展中，有必要探索污水處理膜技術(shù)的不斷更新，以提高污水處理效率。