環(huán)境工程污水處理中膜生物反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用分析

張賢光

（沈陽融坤建筑工程有限公司，遼寧 沈陽 110000）

1 膜生物反應(yīng)技術(shù)概述

（1）膜生物反應(yīng)技術(shù)的基本原理。膜生物處理技術(shù)是在傳統(tǒng)的厭氧生物處理方法的基礎(chǔ)上，將無相態(tài)變化、無化學(xué)變化、選擇性好的膜分離技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合，從而產(chǎn)生出一種新型的廢水處理系統(tǒng)。受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，國外發(fā)達(dá)國家及地區(qū)在此技術(shù)方面的研究早于我國。我國近年來也引入了該技術(shù)。

（2）膜生物反應(yīng)技術(shù)的分類。結(jié)合功能差異特性，基于應(yīng)用視角分析，可將膜生物反應(yīng)技術(shù)的反應(yīng)器分為3 種類型：萃取膜生物反應(yīng)器、膜曝氣生物反應(yīng)器和膜分離生物反應(yīng)器。其中，膜分離生物反應(yīng)器隨著技術(shù)的發(fā)展越來越成熟，應(yīng)用也最為廣泛。

2 膜生物反應(yīng)技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)

（1）膜生物反應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。膜生物反應(yīng)技術(shù)融合了生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)這兩種技術(shù)，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行有效處理，膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，分離效率顯著提高。由于膜生物反應(yīng)技術(shù)在處理污水時(shí)本身不需用到過濾單元及沉淀池，設(shè)施設(shè)備所占用的地面面積更小，沒有污染沉降性的困擾。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)中由于存在更高的MISS 濃度，提高了系統(tǒng)的容積負(fù)荷，又因?yàn)橄到y(tǒng)的抗負(fù)荷能力很強(qiáng)，因此膜生物反應(yīng)技術(shù)對(duì)有機(jī)廢水的處理效率顯著提高。第二，膜生物反應(yīng)技術(shù)活性污泥濃度較高。膜生物反應(yīng)技術(shù)可以有效提高生物的反應(yīng)能力，快速增加反應(yīng)池中的MISS 濃度，當(dāng)MISS 濃度超過10000mg/L 時(shí)，就可以對(duì)高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行處理，水質(zhì)整體得到提升，減少其中存在的懸浮物，降低污泥體積，進(jìn)一步有效提高大分子降解率。第三，污泥產(chǎn)率較低。膜生物反應(yīng)器可以有效將污泥堵截在反應(yīng)器的內(nèi)部，在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)不排泥的相關(guān)操作，有效實(shí)現(xiàn)污泥零排放。在實(shí)際的工作過程中，膜生物反應(yīng)器內(nèi)部含有較低的營養(yǎng)物質(zhì)，微生物處在內(nèi)源呼吸范圍內(nèi)，導(dǎo)致剩余的污泥總量減少，因此污泥產(chǎn)率較低。第四，可以有效分離微生物與有機(jī)廢水。膜生物反應(yīng)器可以對(duì)微生物與有機(jī)廢水進(jìn)行有效分離，使有機(jī)廢水僅在膜生物反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行流動(dòng)，連接水槽與進(jìn)水槽，使生物細(xì)菌在膜生物反應(yīng)器外部區(qū)域流動(dòng)，對(duì)有機(jī)廢水與微生物進(jìn)行有效分離，進(jìn)一步確保能夠達(dá)到先前預(yù)期的效果[1]。

（2）膜生物反應(yīng)技術(shù)的劣勢(shì)。第一，吸附更多混合顆粒物及有害物質(zhì)。與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，膜生物反應(yīng)技術(shù)的生物膜會(huì)吸取污水中更多的混合顆粒物及有害物質(zhì)，這是因?yàn)樯锬さ慕M成部分中含有有機(jī)物，因此會(huì)吸附更多的混合顆粒物及有害物質(zhì)。

第二，膜生物反應(yīng)技術(shù)中生物膜的膜污染問題。與傳統(tǒng)污水處理技術(shù)相比，膜生物反應(yīng)技術(shù)在污水處理的過程中會(huì)更容易累積有害物質(zhì)及分子結(jié)構(gòu)較大的混合顆粒物，生物膜在長時(shí)間的使用之后，很容易會(huì)被這些混合顆粒物及有害物質(zhì)所污染，造成嚴(yán)重堵塞，導(dǎo)致生物膜的通水量降低，影響其使用壽命。

3 膜生物反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用類型

（1）曝氣生物濾池技術(shù)。曝氣生物濾池技術(shù)是環(huán)境工程污水處理工作中運(yùn)用的第一項(xiàng)膜生物反應(yīng)技術(shù)，能從根本上減少污水中的雜質(zhì)含量。曝氣生物濾池技術(shù)在使用的過程中需要與氣浮工藝配合，利用生物洗滌劑、膠體等其余產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)廢料來對(duì)污水中的雜質(zhì)進(jìn)行沉淀，做到以污治污。通過對(duì)膜生物技術(shù)的不斷優(yōu)化升級(jí)，使曝氣生物濾池技術(shù)的應(yīng)用更加高效長久。

（2）動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)。該技術(shù)是對(duì)膜生物反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)而得到的新型污水處理技術(shù)。通過在原有膜生物反應(yīng)技術(shù)的基礎(chǔ)上加入動(dòng)態(tài)反應(yīng)器，使得污水處理系統(tǒng)的工程造價(jià)大大降低，與此同時(shí)，動(dòng)態(tài)反應(yīng)器的加入使污水體系中活性物質(zhì)的利用率得到了提高，讓污水處理體系趨向于自然化。曝氣生物濾池技術(shù)和動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)的結(jié)合能夠?qū)ξ鬯幚硐到y(tǒng)的內(nèi)循環(huán)體系進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，減少污水處理過程中的短流問題。

（3）組合式污水處理技術(shù)。該技術(shù)是環(huán)境工程污水處理工程中的常用技術(shù)，它將膨脹顆粒污泥床技術(shù)和膜生物反應(yīng)技術(shù)結(jié)合在一起，以便更好地完成環(huán)境工程污水處理工作。在具體的污水處理工作中，應(yīng)當(dāng)先用膨脹顆粒污泥床裝置對(duì)進(jìn)入反應(yīng)器的有機(jī)物質(zhì)和污泥進(jìn)行充分混合，將高濃度有機(jī)廢水和需氧污染物質(zhì)去除，然后再利用膜生物反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行后續(xù)處理，去除剩余雜質(zhì)，使整個(gè)污水處理體系更加科學(xué)高效[2]。

4 環(huán)境工程污水處理實(shí)際應(yīng)用

（1）對(duì)工業(yè)廢水的處理。工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜，給污水的治理帶來了較大的困難。為了在盡可能節(jié)約資源的情況下做到污水的有效處理，需要對(duì)不同工業(yè)所產(chǎn)生的廢水中含有的成分有深入了解，并針對(duì)性地選擇合適的膜生物處理體系對(duì)污水進(jìn)行處理。為了保證工業(yè)廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，在選擇膜生物處理體系時(shí)，需考慮金屬離子濃度的控制。金屬離子的存在形式會(huì)因?yàn)閺U水環(huán)境的不同而存在差異，比如酸堿度、有機(jī)物濃度、鹽濃度等都會(huì)對(duì)金屬離子表現(xiàn)形式造成影響，因此，為了控制成本，節(jié)約資源，同時(shí)有效降低金屬離子濃度，使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可以通過調(diào)節(jié)酸堿度、增大膜生物反應(yīng)器容積等方法來解決[3]。

（2）對(duì)生活廢水處理。膜生物反應(yīng)技術(shù)可以有效處理工業(yè)廢水，也可以用來處理生活廢水，效果明顯、操作簡單，但這種方法存在一個(gè)極大的弊端，即技術(shù)性較強(qiáng)、資金消耗過大，因此不建議采用膜生物反應(yīng)技術(shù)來處理生活廢水。但是，通過近幾年的發(fā)展，膜生物反應(yīng)技術(shù)得到了很大的發(fā)展，不但在成本方面可以有效的進(jìn)行控制，還可以極大提高水資源的利用率，在生活污水處理中的優(yōu)勢(shì)越發(fā)明顯。生活污水處理恰當(dāng)，不僅可以維護(hù)生態(tài)環(huán)境，還可以有效節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

5 膜污染與防治

5.1 膜污染的影響因素

（1）膜的性質(zhì)。膜的特點(diǎn)具有多樣性。以膜孔徑為例，膜污染是一種常見的現(xiàn)象，導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因是受混合液的影響。通常情況下，膜在具體的工作過程中會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。從親水性的角度來看，不同親水性的材料在防污方面的表現(xiàn)也不盡相同，這些都是影響處理效果的主要因素。

（2）污泥混合液的性質(zhì)。由于混合液所包含的內(nèi)容較多，因此也呈現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，每個(gè)特點(diǎn)的存在都會(huì)對(duì)膜污染產(chǎn)生一定的影響。我國很多專家及學(xué)者都對(duì)污泥濃度問題進(jìn)行過深入的研究與分析。研究結(jié)果表明如果其濃度與污泥負(fù)荷之間存在負(fù)相關(guān)的關(guān)系，也就是說當(dāng)前者增高時(shí)，后者反而會(huì)降低，在這種情況下去除率會(huì)得到一定程度的提升，可以將污泥產(chǎn)量控制在合理的范圍內(nèi)。不過這個(gè)結(jié)論并不是絕對(duì)的，也有數(shù)據(jù)信息顯示當(dāng)污泥濃度一直處于比較高的水平時(shí)就會(huì)對(duì)固液分離產(chǎn)生一定的影響。從EPS 角度來看，它的變化在很大程度上影響著膜污染，污泥顆粒的大小與其所產(chǎn)生的阻力之間的關(guān)系是密切相關(guān)的，如果顆粒比較大的話，其阻力也相應(yīng)的較大；反之，如果顆粒比較小，相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)生的阻力也比較小。

5.2 膜污染的防治措施

（1）增強(qiáng)膜的抗污染能力。對(duì)膜污染發(fā)生的原因進(jìn)行分析，膜性質(zhì)的影響十分突出的。所以在實(shí)際操作過程中要結(jié)合具體的實(shí)際情況，從科學(xué)的角度出發(fā)選擇膜。具體來說在選擇的過程中要對(duì)膜的親水性、空隙率等問題進(jìn)行詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)膜的性質(zhì)與要求不符的，還要對(duì)其進(jìn)行必要的改性操作。

（2）改善混合液特性。混合液的特性在很大程度上影響著膜污染處理效果。在實(shí)際操作過程中污染物的存在是不可避免的，當(dāng)遇到此問題時(shí)可以借助預(yù)處理組件的幫助使問題得以解決。該組件的主要功能在于能夠很好地實(shí)現(xiàn)污泥性質(zhì)的調(diào)整，避免發(fā)生嚴(yán)重的膜污染現(xiàn)象。PAC 顆粒具有很強(qiáng)的吸附功能，如果能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于操作過程中，則可以在很大程度上提升污泥的可濾性。

（3）優(yōu)化膜分離的操作條件。想取得較好的水處理效果，改善操作條件是一個(gè)十分關(guān)鍵的步驟。以過濾為例，實(shí)際操作可以借助多種途徑得以完成。雖然每種過濾途徑都具有自身的優(yōu)勢(shì)，但如果僅靠單一的過濾途徑很容易導(dǎo)致膜污染的發(fā)生。如果將多種過濾類型結(jié)合在一起就可以達(dá)到很好的過濾效果。

6 結(jié)語

近些年，環(huán)境問題備受關(guān)注，特別是事關(guān)水源安全的污水處理問題，所以，對(duì)于新型污水處理技術(shù)的研發(fā)不斷加深。膜生物反應(yīng)技術(shù)憑借其在污水處理中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和實(shí)用效果，在環(huán)境工程中有較多應(yīng)用。但同時(shí)我們也要認(rèn)識(shí)到膜生物反應(yīng)技術(shù)的缺陷，尤其是“膜”使用壽命的提升已成為研究重點(diǎn)。隨著膜生物反應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步，在工業(yè)和生活污水處理中展現(xiàn)出更高的使用性能和價(jià)值，在污水處理壓力驟增的今天有著廣闊的應(yīng)用空間。