谈膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

2018-03-22李伊伊许珊珊王海亮

山西建筑 2018年31期

李伊伊许珊珊王海亮

(福州大学，福建福州 350116)

污水深度处理再生回用的要求需要传统的水处理方法不断进行改造，其中膜生物反应器是在传统的生物处理技术的基础上，结合了超滤、微滤等膜分离技术，其能够使出水水质得到强化，出水达到回用标准,水力停留时间与污泥龄实现了完全独立，整个系统的运行和控制方面也更加的灵活稳定。膜生物反应器内由于膜的截留作用，使得微生物不易流失，微生物数量较高，故而容积负荷高，抗冲击负荷能力强，占地面积小，不受场合限制。其自动化程度高，操作简易，管理成本低，运行稳固。

1 膜生物反应技术概述

膜生物处理技术在传统的厌氧生物处理法的基础上，将无相态变化、无化学变化、选择性好这些膜分离技术分离过程中的一系列优点结合在一起，从而产生了一种新型的废水处理系统。膜生物反应器作为该技术的核心，可分为三类：萃取反应器、无泡曝气反应器以及膜分离反应器。膜生物反应技术对比传统的生物处理技术而言，在处理效果以及效率两方面都有明显的提升。鉴于膜生物反应技术处理效果好、自动化程度高等优势，近年来其在国内外污水处理中应用较为广泛。

2 膜生物反应技术的优缺点

2.1 膜生物反应技术的优点分析

传统的活性污泥法虽然处理效果良好，但存在曝气池容积大，占地面积大，对进水水质以及水量的适应性较低等不足，且易产生溶解氧不足、污泥膨胀等问题。膜生物反应技术相比其他生物处理工艺，有着无法比拟的明显优势。硝化细菌由于其比增长速率低于其他异养型微生物，在传统的活性污泥法中极容易流失，而膜生物处理技术采用的具有高效截留作用的膜，有利于截留硝化细菌，提高硝化细菌的比例，进而提高硝化效率。由于其自身的特点，该技术不需要设置二沉池，从而减少了占地面积。混合液中悬浮固体浓度高，可增加整个系统的体积负荷，提高抗冲击负荷能力，达到良好的处理效果。膜分离技术对于水中的污染物分解较为彻底，出水水质良好，其悬浮物含量以及浊度易满足直接回用的要求。同时，该膜能有效拦截微生物，使其在膜生物反应器中被完全截获，微生物的损失减少，实现灵活稳定的运行。膜生物反应技术中具有一定透气性的膜能够不受时间和气泡大小的影响，在一定程度上保持系统稳定运行。膜的这种特性不仅可以提高系统的氧气利用效率，还能达到间歇运行，从而减少能耗的效果。膜生物反应器在运行时保持低污泥负荷，从而减少剩余污泥的排放量，由于其污泥龄较长，可达30 d以上，理论上可以实现零污泥排放。

2.2 膜生物反应技术的缺点分析

尽管膜生物反应技术的应用带来许多益处，但其仍存在一些难以攻克的缺陷。

1)为了保持一定的膜驱动压力，膜生物反应器在运行过程中能耗会比常规活性污泥法高。

2)膜生物反应器虽然采用能截留微生物的生物膜，使其不易流失，但同时膜也会吸附较多的其他有毒有害物质，这对膜的使用寿命极为不利。受到污染的膜会导致通水水量减少，水质下降，膜是出水水质以及系统成本的重要影响因素。目前研究人员需要提高膜材料及膜组件的性能，新型的膜应在保留膜本身的优势上，争取在其使用寿命以及制作成本上有所突破，膜组件的设计也需满足处理能力高、低能耗、便于清洗等优点。相关研究人员需全身心投入，为污水处理这一环境问题做出重大贡献。

3 膜生物反应技术在污水处理工艺中的应用

3.1 工业废水的处理

工业废水的成分较为复杂，污水处理难度较大，针对不同特点的工业废水应选择合适的膜生物处理系统，使用的膜应符合工业废水的特性，确保其体现出较强的适应性和针对性，避免应用统一的膜生物处理技术而使处理效果下降。例如机械制造业工业废水，其重金属离子含量超标，如何去除有毒有害重金属离子以及控制金属离子的浓度成为膜生物反应技术的主要任务。为了使工业废水达到排放标准，膜生物反应技术应经过缜密地研究，确保有毒有害重金属离子的去除率，保证出水效果，否则将会给环境带来危害。金属离子在酸碱度不同的情况下表现形式各异，可以通过调节废水的酸碱度来达到去除金属离子的效果。食品工业废水的一大特性则是有机物浓度较高，应提高膜生物反应技术的容积负荷，降低处理成本。当然，还要克服微生物在高盐高甜等废水中的存活率，比如榨菜和酱油的工业废水，如何将盐度低成本的降下来也是一大难题。

3.2 生活污水的处理

生活污水经过适当的处理，可以实现回用于道路清洗、浇洒绿地等等。膜生物反应技术虽然处理效果好，自动化程度高，操作简便，但处理成本较高，前期投入较大，不够经济，因此其在生活污水的处理上发展受阻。但随着膜生物反应技术的创新优化，其目前在生活污水处理方面优势显著，成本也有所降低，水资源得到回用，环境压力也随之减小。