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

趙書(shū)芳

（蘇州市宏宇環(huán)境科技股份有限公司，江蘇 蘇州 215000）

膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行原理是基于高效分離膜組件來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的水體凈化功能，其不僅占地面積較小，而且出水質(zhì)量非常高，操作簡(jiǎn)單，且可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行，因此，應(yīng)用范圍比較廣。隨著膜生物反應(yīng)技術(shù)的逐漸普及和推廣，使環(huán)境工程污水處理工作邁向新的階段，有關(guān)單位與技術(shù)人員也開(kāi)始重視此技術(shù)的運(yùn)用。

1 膜生物反應(yīng)技術(shù)的基本原理

該技術(shù)主要是憑借分離膜組件的高效配合，以此構(gòu)成生物單元。這是一種新型的污水處理方式，主要是由二沉池技術(shù)和生物處理技術(shù)演變而來(lái)的。相比于普通的污水處理技術(shù)而言，膜生物反應(yīng)技術(shù)的處理效率更高、適應(yīng)范圍更廣。其中，膜生物反應(yīng)器是該技術(shù)的主要裝置，是把生物處理和膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，基于對(duì)這兩種技術(shù)的改進(jìn)和整合，使膜生物反應(yīng)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用效果更佳。

由于膜生物反應(yīng)技術(shù)是由膜分離技術(shù)迭代而來(lái)，并且，也融合了生物處理技術(shù)，做到了對(duì)多項(xiàng)技術(shù)的巧妙結(jié)合，這樣既可以切實(shí)提高污水的處理效率，同時(shí)還可以顯著提高污水的轉(zhuǎn)化率，從而獲得可供再次使用的水資源。在實(shí)際應(yīng)用中，將膜生物反應(yīng)技術(shù)和傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)進(jìn)行對(duì)比可知，該技術(shù)具有更強(qiáng)性能?；趯?duì)該技術(shù)的具體工藝分析，其主要包括了膜分離設(shè)備、曝氣設(shè)備、萃取反應(yīng)器。在這些單元中，膜分離反應(yīng)器的運(yùn)用最為普遍，由于其具有生物特征，所以具備特殊的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際進(jìn)行污水處理工作時(shí)，膜生物反應(yīng)器也存在多種類(lèi)型，可以為一體式，也可以是分離式，這主要是按照生物膜處于反應(yīng)器的各個(gè)位置進(jìn)行分類(lèi)。

2 膜生物反應(yīng)技術(shù)分析

2.1 優(yōu)勢(shì)分析

膜生物反應(yīng)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中主要具備以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）分離效率比較高。在運(yùn)用膜生物反應(yīng)器處理污水時(shí)，無(wú)需借助沉淀池與過(guò)濾單元，大幅減少了膜生物反應(yīng)器所占用的空間，且在處理時(shí)也不會(huì)發(fā)生污泥沉降的現(xiàn)象，最大化地提高了系統(tǒng)的容積負(fù)荷，有效提高了膜生物反應(yīng)器對(duì)于污水的處理效率及質(zhì)量。

（2）可以將廢水與微生物分離開(kāi)來(lái)。膜生物反應(yīng)器可以把污水內(nèi)的廢水與活性污泥進(jìn)行初步清理，使廢水被隔離在膜內(nèi)，讓廢水只在連接了出入水槽的膜腔之中流動(dòng)，讓生物細(xì)菌無(wú)法通入膜中，會(huì)一直漂移在膜外，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了將廢水和微生物分隔開(kāi)來(lái)的目的，提升了污水處理的質(zhì)量；

（3）系統(tǒng)傳輸氧氣的效率十分穩(wěn)定。將膜生物反應(yīng)技術(shù)運(yùn)用在曝氣系統(tǒng)中，屬于一種新型的透氣型膜，此種膜的傳質(zhì)阻力不高，而且還不容易受到外界環(huán)境因素的影響，進(jìn)而充分保證了膜生物反應(yīng)器中供氧系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

（4）污泥產(chǎn)率下降。使用膜生物反應(yīng)器還可以相應(yīng)提高生物反應(yīng)性能，使反應(yīng)池內(nèi)混合液懸浮固體的濃度非常夠，可充分提升大分子的降解效率，讓污泥全部都阻隔在反應(yīng)器之內(nèi)，充分減少了懸浮物含量，進(jìn)而減少了污泥的總占比。

就當(dāng)前來(lái)看，膜生物反應(yīng)技術(shù)相比于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)具有更突出的優(yōu)勢(shì)，因此，該技術(shù)也具有進(jìn)一步推廣與研究的價(jià)值。

2.2 劣勢(shì)分析

在運(yùn)用膜生物反應(yīng)技術(shù)時(shí)，“膜”具有一定使用壽命，而且其壽命高低會(huì)因污水濃度的影響而產(chǎn)生波動(dòng)。若污水中的污染物質(zhì)濃度較高，其使用年限就會(huì)相應(yīng)降低，且通水量也會(huì)隨之下降，這對(duì)于環(huán)境工程的污水處理工作的正常開(kāi)展是較為不利的。因此，怎樣有效提高“膜”的使用壽命，而且確?！澳ぁ痹诒晃廴局笠琅f可以保持合適的通水量，這是目前需要重點(diǎn)探討的課題。并且，在運(yùn)用膜生物反應(yīng)技術(shù)處理污水時(shí)，也會(huì)發(fā)生吸附的有害物質(zhì)與混合顆粒物太多的問(wèn)題。從而導(dǎo)致污水的處理效果不佳。

3 膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的應(yīng)用種類(lèi)

3.1 動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)技術(shù)

膜生物反應(yīng)技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，對(duì)于反應(yīng)器有著非常高的要求，所以，應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的反應(yīng)裝置加以改進(jìn)。在實(shí)際應(yīng)用中，要綜合環(huán)境工程污水處理的特征和實(shí)際需求來(lái)提升反應(yīng)裝置的技術(shù)水平，并對(duì)其加以持續(xù)改進(jìn)創(chuàng)新，進(jìn)而形成動(dòng)態(tài)化的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，以此減輕對(duì)人工的依賴(lài)程度，從而能充分實(shí)現(xiàn)多次膜生物反應(yīng)。在運(yùn)用膜生物反應(yīng)技術(shù)時(shí)，可通過(guò)引進(jìn)微網(wǎng)作為材料來(lái)大幅減少污水處理工作中耗費(fèi)的成本，促使污水處理工作可以獲得有效的造價(jià)管控，以此提升相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益[1]。

通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)技術(shù)的運(yùn)用，在污水處理過(guò)程中可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)活性污泥的吸附，并對(duì)性能比較高的污泥加以多次過(guò)濾或是實(shí)行系統(tǒng)化的后續(xù)吸附處理，使所用的各種反應(yīng)材料都能做到多次循環(huán)使用。目前，對(duì)動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)的具體運(yùn)用狀況加以分析可知，一部分地區(qū)在開(kāi)展環(huán)境工程污水處理工作時(shí)，依舊采用側(cè)向爆氣法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)該技術(shù)的運(yùn)用，但這種方式極易引起錯(cuò)流或是速度減慢等問(wèn)題，會(huì)對(duì)最終的污水處理質(zhì)量和效率造成嚴(yán)重影響。為此，在開(kāi)展污水處理工作時(shí)，應(yīng)清晰掌握污水處理的具體要求與有關(guān)技術(shù)的特征，通過(guò)增加豎向流動(dòng)爆氣裝置的方式來(lái)合理地調(diào)低污水處理過(guò)程中的水體流動(dòng)速度，防止因?yàn)榉磻?yīng)速度太快而使反應(yīng)器中發(fā)生斷流的問(wèn)題，從而使動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及價(jià)值可以完全地發(fā)揮出來(lái)。

3.2 EGSB-MBR重組技術(shù)

膨脹顆粒污泥床（簡(jiǎn)稱(chēng)為EGSB）為第三代厭氧反應(yīng)器，相比于上一代的反應(yīng)器增設(shè)了出水回流系統(tǒng)，并在有機(jī)物滲透上強(qiáng)化了對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部的融合效果，讓有機(jī)質(zhì)和微生物之間的接觸更加均勻、緊密，增快了生化反應(yīng)速率，進(jìn)而使生物降解效率顯著提升。若將其和膜生物處理技術(shù)加以融合，會(huì)使二者的優(yōu)劣勢(shì)得以充分互補(bǔ)。比如，膜生物反應(yīng)技術(shù)在運(yùn)用一定時(shí)間之后，就會(huì)因?yàn)槲降碾s質(zhì)太多從而使通水量降低、水質(zhì)變差，而膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器在用于處理氨氮類(lèi)污染物與懸浮物時(shí)效果較差，運(yùn)用EGSB-MBR重組技術(shù)則能實(shí)現(xiàn)這兩項(xiàng)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的合理補(bǔ)足，進(jìn)而提升了污水凈化的穩(wěn)定程度[2]。

3.3 氣浮等膜生物反應(yīng)組合技術(shù)

在通過(guò)工藝層面的融合之后，氣浮等膜生物反應(yīng)組合技術(shù)能很好的減少污水內(nèi)洗滌劑、膠體之類(lèi)的污染物含量，可以把污水中無(wú)法降解的膠體和難溶性物質(zhì)進(jìn)行高效清除，以此降低下一環(huán)節(jié)生物處理的負(fù)擔(dān)，可有效發(fā)揮出延緩膜污染的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，膜生物反應(yīng)技術(shù)的使用范圍較廣，不僅可以獨(dú)立解決各項(xiàng)工作，還可以和其他技術(shù)結(jié)合起來(lái)使用，從而更好地滿(mǎn)足了不同污水處理工作的具體需求[3]。

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

4.1 工業(yè)廢水處理

在工業(yè)領(lǐng)域的日常生產(chǎn)制造加工過(guò)程中，往往需要耗費(fèi)較大的水量，因此，所形成和排放的廢水量也十分巨大。并且，由于工業(yè)行業(yè)自身的特殊性質(zhì)，排放的廢水的污染程度普遍較高，會(huì)給自然環(huán)境帶來(lái)較為嚴(yán)重的危害，這非常不利于人類(lèi)與各種動(dòng)植物的健康發(fā)展。

由于工業(yè)廢水的成分比較復(fù)雜，所以在對(duì)其進(jìn)行凈化時(shí)也具有較高的難度。不過(guò)，工業(yè)生產(chǎn)大多是屬于集聚型的，在一片工業(yè)區(qū)內(nèi)通常只會(huì)進(jìn)行同一類(lèi)生產(chǎn)或是成分差別較小的產(chǎn)品，比如，在制造電瓶車(chē)需要的電瓶生產(chǎn)工業(yè)區(qū)，往往只會(huì)制造與電瓶相關(guān)的產(chǎn)品。因此，在對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理時(shí)，首先要對(duì)所處工業(yè)區(qū)的具體狀況進(jìn)行全面了解，且再利用膜生物反應(yīng)技術(shù)構(gòu)造污水處理系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意對(duì)微生物的合理選取，必須要符合工業(yè)區(qū)內(nèi)廢水的實(shí)際處理需求，這樣才可以取得最優(yōu)的污水處理效果。同時(shí)，在選取微生物時(shí)，也要仔細(xì)分析微生物的生存環(huán)境，應(yīng)綜合所排出廢水的溫度以及環(huán)境氣溫選擇與此溫度條件相適宜、可正常存活的微生物，還要充分考慮廢水酸堿度的情況，使一部分微生物在酸性條件下可以達(dá)到最高活性，而另一部分則只能在現(xiàn)行環(huán)境下具有最高活性。以上問(wèn)題都應(yīng)根據(jù)具體狀況來(lái)加以全面分析，以取得最優(yōu)的污水凈化效果為主要目的，通過(guò)利用膜生物反應(yīng)技術(shù)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)合理、有效的污水處理系統(tǒng)[4]。

4.2 生活廢水處理

對(duì)于膜生物反應(yīng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，其不僅在工業(yè)廢水處理方面可以發(fā)揮出良好的效果，也可以在生活廢水的處理中取得良好效果。利用膜生物反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行生活廢水的凈化處理時(shí)，該技術(shù)最為突出的優(yōu)點(diǎn)在于處理效果較佳，且操作起來(lái)十分簡(jiǎn)單便捷。不過(guò)，該技術(shù)也有一些缺陷存在，比如，技術(shù)性太強(qiáng)、需要投入過(guò)多的初始資金等，所以，并不常用此技術(shù)來(lái)處理生活廢水，以免面臨嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。不過(guò)，隨著最近幾年國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的提升、科技實(shí)力的增強(qiáng)，使原來(lái)的膜生物反應(yīng)技術(shù)存在的缺陷問(wèn)題均已獲得合理解決，而且，該技術(shù)的應(yīng)用成本也慢慢下降。另外，該技術(shù)對(duì)于提升水資源的使用效率也獲得了一定效果，所以，在處理生活廢水中的優(yōu)勢(shì)也愈發(fā)明顯，進(jìn)而可以對(duì)生活用水實(shí)行科學(xué)、有效的處理，既更好保障了生態(tài)環(huán)境不被破壞，還可以有效減少水資源的使用量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)水資源循環(huán)再利用的目標(biāo)。

4.3 醫(yī)院污水處理

在實(shí)際應(yīng)用中，由于醫(yī)院污水具有比較突出的毒性和有害性，所以，必須要使用膜生物反應(yīng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行消毒和處理，從而提高污水的凈化效果，使水體的毒性降低。在進(jìn)行醫(yī)院廢水處理時(shí)，可選取主體性工藝，確保水流停留時(shí)長(zhǎng)在5 h左右，且出水氨氮的濃度和出水COD應(yīng)當(dāng)分別控制在4 mg/L和50 mg/ L，這樣不僅能夠有效提升出水的水質(zhì)質(zhì)量，同時(shí)操作起來(lái)也十分便捷，進(jìn)而使實(shí)際的污水凈化取得了良好效果。

5 膜污染的防治措施

5.1 改善膜性能

在運(yùn)用膜生物反應(yīng)技術(shù)時(shí)，隨著時(shí)間的推移，膜上會(huì)吸附越來(lái)越多的污染物，若不對(duì)其進(jìn)行定期清理，膜便會(huì)受到污染，從而會(huì)影響污水的處理效果。因此，在進(jìn)行污水凈化時(shí)，必須要選取適宜的膜，不僅要具有比較高的孔隙度、良好的親水性，同時(shí)還需要具有合適的孔徑。在實(shí)踐中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對(duì)膜生物反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，優(yōu)化膜的親水性，以防止因?yàn)槲鬯幚矶l(fā)其他類(lèi)型的污染[5]。

5.2 改善污泥特性

在實(shí)際污水處理中，可采取預(yù)處理模式對(duì)污泥特性加以改進(jìn)，從而避免膜受到污染。在此過(guò)程中，可以把PAC顆粒添加到污泥內(nèi)，以此來(lái)改良活性污泥的過(guò)濾性能，降低濾餅層的總體厚度，從而減小膜過(guò)濾時(shí)承受的阻力。

5.3 優(yōu)化膜分離的操作條件

在對(duì)膜污染現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，必須要充分改進(jìn)膜分離的操作步驟。在此環(huán)節(jié)，運(yùn)用終端實(shí)行過(guò)濾會(huì)引起膜污染問(wèn)題，所以，可采取錯(cuò)流過(guò)濾方式。根據(jù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人士的研究分析，基于末端過(guò)濾、反沖洗以及錯(cuò)流過(guò)濾各自的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，可以構(gòu)建出結(jié)合末端過(guò)濾、反沖洗和溢流過(guò)濾的一種集成系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)際運(yùn)用與實(shí)驗(yàn)分析得知，此集成系統(tǒng)具有非常高的運(yùn)行效率，而且使用效果較佳、經(jīng)濟(jì)性也更強(qiáng)。

6 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)普遍面臨著水資源短缺的問(wèn)題，隨著科技水平的日益提高，人們逐漸形成了完善的環(huán)保理念，環(huán)保意識(shí)也在慢慢增強(qiáng)，在此背景下，膜生物反應(yīng)技術(shù)作為凈化污水最為有效的技術(shù)之一受到了高度的重視，因此，不論是普通民眾，還是科研領(lǐng)域都逐漸對(duì)此技術(shù)投入了更多的關(guān)注。不過(guò)，膜生物反應(yīng)技術(shù)也存在一些缺陷，所以，相關(guān)人員以及企業(yè)在運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，不僅要對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行肯定，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)善于發(fā)現(xiàn)此技術(shù)中存在的不足之處。在實(shí)際應(yīng)用中，要進(jìn)行深度研究和創(chuàng)新，對(duì)發(fā)現(xiàn)的各項(xiàng)缺陷予以有效改進(jìn)，從而促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，如此才能使膜生物反應(yīng)技術(shù)的作用可以得到充分發(fā)揮，并取得理想的污水處理效果。展望未來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)在科學(xué)領(lǐng)域?qū)Ω黜?xiàng)材料的深入研究，會(huì)有各種新式的防腐蝕、防污染的膜材料逐漸出現(xiàn)，從而彌補(bǔ)該項(xiàng)技術(shù)的不足之處。