膜生物反应污水处理技术在生态工业园区的应用浅析

李凤 杜付昌

摘 要：膜生物反应技术是将膜分离与传统污水生物处理技术相结合的新型处理技术，在污水处理的市场中有着较大的发展潜力。本文针对膜生物反应技术在生态工业园区污水处理工艺应用进行了分析。实践表明，膜生物反应技术处理效果好，耐冲击负荷能力强，可高效去除氨氮及难降解有机物，剩余污泥量少，并且占地面积小，运行控制灵活，能够为建设生态园区的环境保护提供保障。

关键词：生态工业园区；污水处理；膜生物反应；MBR；组合工艺

0 引言

近年来我国工业发展速度较快，大量工厂不断涌现，这也导致三废排放量逐日递增。另外，很多工业污水在没有经过处理的情况下就被排放到水体中，对环境水体带来了巨大的破坏。针对于这种情况，加大对污水的治理力度，采用科学的污水处理技术建设生态园区，降低对水环境造成的危害，确保水资源的可持续利用，就显得日趋紧迫和重要。

1 生态工业园区的污水特点

生态工业园区是依据循环经济理念、工业生态学原理和清洁生产要求而设计建立的一种新型工业园区。它通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业链接起来，形成资源共享和副产品互换的产业共生组合，建立"生产者-消费者-分解者"的物质循环方式，使一家工厂的废物或副产品成为另一家工厂的原料或能源，寻求物质闭路循环、能量多级利用和废物产生最小化。建设生态工业园区，对污水处理排放有着较高的要求，不同工业园区的污水由于园区产业类型不同，水质差异较大，在集中处理的过程中应根据污水的实际水质情况，采取有针对性的处理工艺。以大型食品工业园为例，食品工业原料广泛，制品种类繁多，排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有：（1）漂浮在废水中固体物质，如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等；（2）悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等；（3）溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等；（4）原料夹带的泥砂及其他有机物等；（5）致病菌毒等。污水排有机物质和悬浮物含量高，易腐败，一般无太大毒性。其危害主要是使水体富营养化，以致引起水生动物和鱼类死亡，促使水底沉积的有机物产生臭味，恶化水质，污染环境。

2 膜生物反应技术在生态工业园区的污水处理常见技术

工业园区污水水质复杂，不能用单一流程处理，一般采用多种方法的组合工艺。根据实际废水的水质采取适当的预处理方法，如絮凝、内电解、电解、吸附、光催化氧化等工艺，破坏废水中难降解有机物、改善废水的可生化性，再联用生化方法对工业废水进行深度处理。膜生物反应是一种将传统的生物处理工艺与膜分离技术相结合的污水处理技术，优点是不仅处理简单、快捷而且高效。膜生物反应器（MBR）尤其在处理生活污水和工业废水中起到主导作用。

2.1 采用EGSB-MBR重组技术

厌氧膨胀颗粒床反应器（简称EGSB）是在上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的研究成果的基础上，开发的第三代超高效厌氧反应器，该种类型反应器具有特点包括：①高的液体表面上升流速和COD 去除负荷；②厌氧污泥颗粒粒径较大，反应器抗冲击负荷能力强；③反应器为塔形结构设计，具有较高的高径比，占地面积小；④可用于SS 含量高的和对微生物有毒性的废水处理；⑤主要用于高浓度有机废水处理。而单纯采用EGSB反应器，存在产生的氨氮、悬浮物、浊度指标去除有限等缺陷，EGSB-MBR重组技术采用MBR作为后续处理，弥补了这一缺陷，且具有抗负荷冲击能力强、运行稳定、经济性优势明显等特点。

2.2 曝气生物滤池、气浮、膜生物反应器组合技术

利用曝气生物滤池、气浮、膜生物反应器组合工艺技术进行污水处理，不仅可以降低水中胶体、悬浮物、洗涤剂等污染物的含量，而且能够降低后续污水处理的难度，为后续污水处理工作的顺利开展奠定良好的基础，最能体现这一点的就是可以延缓膜生物反应器的膜污染，确保整个系统的安全可靠、稳定运行。。

2.3 动态的内循环反应技术

近些年来，技术人员对膜生物反应装置进行了相应改造，在此基础上诞生了动态式的内循环反应技术。动态反应器可以运用微网材料来制作生物膜，有利于减小造价。此外，内循环动态反应也充分运用了活性污泥，在进行过滤和处理时建立了循环利用网络。从目前应用现状来看，通常选择侧向曝气的方法来处理污水，然而这种情况下将会降低错流速度。为了加以改进，可以设计为竖向流动的曝气装置结构，经过改造后的内循环装置就能避免短流问题，从而在污水处理过程中能够达到较为理想的效果。

3 膜生物反应技术运用的优势与缺陷

从现状来看，更多企业已认可膜生物反应器在水的深度处理方面的应用，同时，膜生物反应器在污水处理领域也取得了优良的整体效果。然而不应当忽视，膜生物反应器在工程运用中仍暴露了部分缺陷，亟待改进。污水处理运用的膜生物反应主要包含了如下优势与弊病：

3.1 膜生物反应污水处理的优势

膜生物反應可以高效分离污水与沉淀物，因此不必配备额外的过滤单元或者沉淀池等。从这个角度来讲，膜生物反应器有利于节省占地，同时解决了传统活性污泥法中污泥量大、污泥处理费用高、污泥膨胀等缺陷。与传统的污水生化处理相比，具备以下优点：①处理效果好，具有优良的抗负荷性能，因而尤其适用于工业排放的各类有机废水，工艺膜组件能够实现高效固液分离，大幅度去除细菌和病毒，出水SS浓度低于5mg/L，浊度低于1NTU；②可有效去除氨氮及难降解有机物，延长其在反应器中的水力停留时间（HRT）；③占地面积小，反应器内可获得高达25000mg/L的MLSS浓度，工艺流程可做成地上式、半地下和地下式；④实现了HRT和污泥停留时间（SRT）的完全分离，实现智能化灵活控制运行；⑤剩余污泥量少，降低了污泥膨胀几率，可用于传统工艺的升级改造。

3.2 现存技术缺陷及缓解措施

膜生物反应器具备较多的技术优势，同时也存在一定的缺陷。在污水处理的反应进程中，生物膜很容易吸附混合颗粒物以及其他有害物质而导致膜通量的快速下降。采用增加膜表面冲刷流速和增加反冲洗频率等措施可以有效减缓膜污染。控制MLSS浓度在6000-8000mg/L的范围内，并对MBR反应器进行定期和必须的排泥也有利于减缓膜污染。另外，工艺系统内污泥浓度较高，须加大曝气强度以保持足够的传氧速度，这些措施增加了系统能耗。

4 膜生物反应器的应用前景

膜生物反应器在生活污水、工业污水处理领域得到了较好的应用成效，但是因其的工艺膜组件投资费用较高，在我国得到广泛的普及尚有一定的困难。

膜生物反应技术在出水水质、污泥减量化方面都有着很大的优势，同时该项技术能够节约能源，具有大规模生产的潜力。膜生物反应器克服了对污泥沉降性能的依赖，并且能够取代二次沉淀池，而且还能够达到除菌的效果。因膜生物反应器具备提供优质的水，占地面积较小等优点，所以膜生物反应器在污水处理和废水回收等方面具有非常广阔的前景。

5 结语

工业园区中的污水因其成分的复杂性，建议进行组合工艺处理，实践表明，膜生物技术在生态工业园区污水深度处理中的应用取得了较好的成效，但在其应用过程中也存在一些不足，应采取合理有效的措施，以更好地发挥膜生物技术的优势，尽可能地规避其缺陷，全面提升污水处理的质量和水平，实现水资源的可持续发展和循环利用。

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（作者单位：1 青岛中天智诚科技服务平台有限公司；

2 青岛高校信息产业股份有限公司）