浅析膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

高云亮

（中国雄安集团生态建设投资有限公司，河北 雄安 071799）

在新时期，随着经济的快速发展、科学技术水平的不断提高以及世界人口的不断增加，造成了全球水资源短缺的问题，因此，及时进行污水回用处理可以有效缓解水资源短缺的问题，这也是世界各国学者积极从事污水处理技术研究的主要原因。由于我国人口密度大，在污水处理技术的研究中需要充分考虑污水处理的高效性、运行的稳定性，且不能出现二次污染现象。

近年来，国内各地区都在新建污水处理项目，并合理应用了多种膜生物反应技术。应用膜生物反应技术时，必须设置分离膜。该项技术更有利于构成完整的组合体，可逐步取代传统的污水处理模式。借助膜生物反应技术，可有效处理各行业产生的污水，并获得良好且稳定的出水水质。整个装置更加平稳、便于操作。与传统技术相比，膜生物反应技术的优势较多，可广泛应用于各个行业。从环境工程的角度来看，合理应用膜生物反应技术可以保证出水水质，从根本上实现污水的高效处理[1]。

1 膜生物反应技术的工作原理、分类和优势分析

1.1 膜生物反应技术工作原理

膜生物反应技术包括污水生物处理技术、膜技术，并可将这两种技术进行合理融合。其工作原理类似于生物加工技术。与传统污水处理技术相比，膜生物技术具有更高的转化率，也是新时期污水处理效率最高的技术之一。基于膜生物反应技术，业内学者研发出了膜生物反应器，是由膜分离装置、曝气装置和萃取反应装置组成。通过膜反应器可以达到污水净化的目的。另外，膜生物反应器还具有一定的生物特性，由于所使用生物膜的位置不同，反应器类型也会有一定的差异。

1.2 膜生物反应器分类

膜生物反应器主要是利用膜生物反应技术，具体可分为三种类型：膜分离生物、膜曝气生物、萃取膜生物三种反应器。按照使用膜的具体位置，又可分为分体式反应器、一体式反应器两大类。根据工作期间是否需要氧气，还可分为：好氧膜生物反应器、厌氧膜生物反应器两种。

1.3 膜生物反应技术在实际污水处理中的优势分析

第一、污水处理中，膜技术具有分离效率高的优势。由于膜生物反应器合理利用了生物膜的特点，所以不会占用太大面积，有效避免了污水处理过程中发生污泥沉降的问题。此外，膜生物反应器所使用的混悬液中的固体浓度较高，可明显提高膜生物反应器的抗负荷效果，达到提升污水处理效率的目的，并在一定程度上提高了水质。第二、可实现废水、微生物的有效分离。在使用膜生物反应器处理污水时，大部分微生物都集中在膜的外部区域，污水则是在膜腔内部流动，从而达到高效分离细菌等微生物的目标。第三、使用膜生物反应器一般不会生成大量的污泥，原因在于膜生物反应器一般可有效阻止污泥的渗入。虽然实际处理时无法及时观察到污泥的流向，但是由于膜反应器自身结构中存在着一定的营养物质，必然具有阻挡污泥的作用，减少废水中所形成的污泥总量[2]。

膜生物反应技术也存在一定的不足，其使用寿命相对较短。不过近年来，荷兰科学家提出，经过试验发现，前期进行原水预处理可在保证原水的合理净化后，有效提升膜反应器的使用寿命。

2 膜生物反应技术

2.1 曝气生物滤池技术

在应用膜生物反应技术时，曝气生物滤池技术具有应用范围广的特点，可及时进行胶体、洗涤剂等杂质的有效处理。该技术是目前污水处理中较为常见的辅助措施，可明显提升污水处理效率，并可以保证污水处理效果。一般情况下，污水处理时都会存在负荷较大的情况，借助曝气生物滤池技术可有效降低负荷作用，稳定延长生物膜的使用周期。

2.2 EGSB-MBR 组合技术

现阶段，国内污水处理过程中，EGSB、MBR技术都是十分有效的污水处理技术。前者合理应用了膨胀颗粒污泥床，业内一般将其称为第三代厌氧反应器。后者则仅属于膜生物反应器。两项技术结合后，可充分发挥两方面的优势，从而达到快速处理高浓度有机工业废水的目标，明显降低污水的化学需氧量[3]。

2.3 动态内循环反应技术

该技术使用期间，合理应用了相对廉价的微网材料，并将其当作膜基质。该类动态膜生物反应设备在使用期间，具有成本低的优势。在使用活性污泥过滤器过程中，其内部循环的动态响应效果良好，合理使用该类过滤器，可逐步形成环状系统，从而达到有效处理各类污染物的目标。在进行环境工程污水处理时，必须要合理应用内循环反应技术。随着科学技术的快速发展及技术水平的不断升级，业内学者正不断完善膜生物反应器，力求能够逐步提升工作效率。

2.4 气浮等膜生物反应组合技术

气浮等膜生物反应组合技术在使用过程中，有效采用了组合工艺技术，借助气浮技术可有效完成胶体等难溶物质的处理，并逐步减少污染物的含量。此外，气浮技术还可降低膜污染情况，确保相关设备设施的稳定运行。该技术一般可应用多种组合处理技术，适应多种作业环境，可满足不同性质污水的处理需求。

3 膜生物反应技术在环境工程污水处理中的具体应用

3.1 生活污水处理

生活污水是指人们日常生活所产生的废水。合理应用膜生物反应器可达到资源利用最大化，将处理后的水资源用于洗车、绿化等。在新时期，膜生物反应技术对污水处理效果良好，可提高废水回用率，处理后的水质也能更好地满足城市用水需求。

3.2 医院污水处理

医院产生的废水一般具有一定毒性，因此，必须及时进行处理。常规操作期间，可借助主体工艺进行废水处理，单次停留时长为5 h左右，处理后水中的氨氮含量可控制在标准范围内，一般以低于4 mL/L为准，出水COD控制在50 mL/ L。该方法具有操作简单、出水水质稳定的特点[4]。

3.3 工业废水处理

工业废水包括染料废水、化工废水，需及时进行油水分离处理。在处理染料废水时，一般要借助厌氧-好氧反应器，高效去除污水中的COD等杂质，可达到合理控制pH值的目的。另外，传统废水处理会借助EGSB-MBR组合技术进行，如造纸工业可对水解预酸化池进行净化处理，借助EGSB反应器进行快速处理，应用便携式DO仪可达到脱氮除磷、去除金属离子的目的。同时还可利用处理后水源，达到良好的社会效益。最后，机械制造业产生的废水中，一般含有较高比例的金属离子，应用膜生物反应技术可降低水中的金属含量，达到降低污染的目的。

4 膜污染及其防治措施分析

4.1 膜污染的影响因素

膜污染的影响因素包括：(1)膜的性质。膜污染是当下常见污染问题。从亲水理论出发，由于膜的亲水性不同，使得最终防污水平也会存在显著差异，进而影响最终处理效果；（2）污泥混合液的特点。混合液中一般含有多种成分，结合数据信息资料可发现污泥浓度一般较高，必然会对固液分离产生负面影响。从EPS角度出发，污泥颗粒的直径与阻力作用存在关联，粒径大则阻力增加，粒径小则阻力较小；（3）操作条件。主要是指操作压力、温度波动等信息，都会对液体粘度产生影响。温度增加时，粘度增大，膜的透过性编号。

4.2 膜污染的防治措施

膜污染的防治措施包括：（1）有效提升膜的抗污染效果。在膜污染的理论分析中应考虑到膜的影响，必须从科学角度出发进行分析，加强对膜的孔隙率、亲水性的分析，力求选择性能更稳定的膜，以保证膜的抗污染效果，并尽量提升膜的使用寿命。（2）合理进行混合液处理。由于混合液与膜污染存在着直接关系，所以合理应用相关组件进行处理，可达到调整污泥的目标，从而降低污染。如果在操作过程中，合理应用PVC颗粒，可提升吸附效果，从而提高污泥的可滤性。（3）有效控制膜分离的操作条件。合理改善操作环境，可达到提升污水处理效率的目标，也是降低膜污染的关键步骤。在过滤时，可采用多种过滤组合的方法，相关人员需结合废水的组成进行分析，并将多种过滤方法结合使用，与单一过滤手段相比，过滤效果更加突出[5]。（4）加强膜组件、反应器的优化。在膜生物反应过程中，必须考虑各种有待解决的问题，并充分考虑污水特点，如杂质数量庞大等导致膜污染问题有所差异，为此，必须积极合理地应用相关技术，还要对其进行创新，优化膜组件、反应器的构成，并结合实际操作、现场环境等落实具体措施。

5 结语

当下，环境问题已经引起了社会各界人士的关注，所以必须加强环境问题的分析，确定研发目标、建设任务等。在水环境建设过程中，部分地区可能会存在水资源不足、水污染问题等，对当地生态环境发展产生了破坏作用，危害了当地的生态系统。合理应用膜反应技术，可高效解决污水问题，同时操作便捷、处理效率高，但是存在前期投资成本高的问题，且在运行期间极易引发膜污染问题。为此，相关人员必须加强膜生物反应器的研发，并结合实际环境、项目特殊性等进行差别化分析，力求不断提高污水处理效果。