膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

＊罗小虎 黄凯 张叶 尹文进

（武汉有机实业有限公司 湖北 430040）

引言

众所周知，生活垃圾、工业污水以及城市径流是引发环境工程污水问题的主要诱因。当前，随着我国城市规模的不断扩大，城市中的人口数量持续增加，致使生活垃圾污染规模相比以往有着大幅度地提升，加之城市经济快速发展，从而导致大量污水被排放到水环境中，加剧了污水处理难度，从而引发严重的城市水环境污染问题，制约了城市化进程的推进速度。因此，为了解决城市污水处理问题，提升污水处理质量，需要污水处理机构在了解膜生物反应处理技术的基础上，积极采用膜生物处理技术完成污水处理工作，降低污水中有害物质的含量，提升污水处理质量。

1.环境工程污水处理的现状

(1)不重视污水处理可行性研究

当前，我国工业经济发展已经初具规模，并且工业企业数量呈现逐年增加的态势。在实际工业生产过程中，不同企业所排放的污水组成存在差异，极大增加了工业污水的处理难度。此外，由于民众物质生活水平的不断提升，生活污水的排放量同样不断加剧，使污水处理厂的工作难度进一步增加。所以，为了提升污水处理效率，不仅要增加污水处理设施的投入，而且也要扩大污水处理的研究范围，采用现代化工艺技术对污水进行处理。然而，由于我国目前污水处理厂资金与技术实力有限，未能对污水处理进行可行性研究，导致污水处理技术停滞不前，影响污水处理质量。

(2)污水处理资金不足

通常来说，现代化污水处理技术的应用需要投入大量资金，随着城市水环境污染进一步加剧，急需要加大污水处理设施的资金投入，方可使水污染问题得到有效控制。然而，在实际污水处理过程中，由于经济欠发达城市的投入资金有限，仅有的资金只能用于污水处理设施的维护，难以应对越来越严峻的污水处理要求。因此，资金投入有限将会是制约我国污水处理水平提升的重要因素。

2.膜生物反应技术概述

膜生物反应技术快速发展，可充分满足当代环境工程项目的污水排放要求，保证满足污水处理环节中的对应标准。实际应用期间，必须及时对污水进行管控处理、过程优化，结合环境要素、污水处理要求等进行分析，确保整个过程的顺利执行，综合考虑污水处理、综合环境等要素，力求形成良好有效的衔接。排放过程中，必须针对污水处理进行综合分析，满足数据集成化的要求。

(1)基本原理分析

膜生物反应技术，属于一项组合技术，与传统生物处理技术相比，膜生物反应技术中包含了膜分离技术，省去了末端沉池装置；与传统膜分离技术相比，膜生物反应技术中还包括生物处理技术。借助生物处理方法，可有效进行污水中杂质的截留处理，同时还可借助微生物技术对各类污染物进行高效分解处理，包括无机污染物、有机污染物，有效提升了环境工程污水排放效果，出水水质相对良好。

(2)膜生物反应技术效果

在进行水处理过程中，膜生物反应技术十分灵活。可结合实际情况分析，并采取有效措施处理，如借助超滤技术完成处理控制，可快速去除污水中的杂质和污染物质。理论上分析，处理后的水会具有较高质量，实际优势分析如下表1所示。

表1 膜生物反应技术效果

(3)膜生物反应技术的要求分析

在进行环境工程污水处理环节中，国内已经出台了一系列法律体系规定。膜生物反应技术的应用过程中，必须充分明确污水处理要求，确保污水排放等满足规范规定的标准要求，确保人与自然和谐发展。此外，相关人员必须考虑环境发展等要求，确保污水排放策略等满足新时期要求，符合可行性、科学性的特点。结合生态、水利、地理等要素进行分析，为国内相关工程的顺利发展提供保障。

3.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用优势

(1)更高的处理效率及分离效果

膜生物反应技术的处理效果要优于传统污水处理技术，并且污染物质的分离效率更高。此外，膜生物反应技术的应用，可以在不需要沉淀池以及过滤单元的情况下完成污水处理工作，缩减污水处理设施的占地空间，降低污水设施的建设成本。此外，与传统污水处理技术相比，膜生物反应技术具有更好的适用性，普通污水与有机废水均可得到有效处理。

(2)增加硝化细菌在反应器中的反应时间

在生物膜的帮助下，硝化细菌的流出速度得到了大幅度减缓，提升了硝化细菌在膜生物反应器的滞留时间，确保膜生物反应器中的硝化细菌浓度满足污水处理要求，硝化效率大幅度提升。

(3)更低的污泥产率

如果污水处理中污泥的量比较大，将会对污水处理设施产生不同程度地破坏，影响污水处理效果。在膜生物反应器中，污泥的排放量大幅度降低，并且会滞留在反应器内部，有助于提升膜生物反应技术的污水处理效率。此外，在膜生物反应器的帮助下，容器中的营养物质大量减少，从而会降低污泥的产出率，为后续污水处理工作提供帮助作用。

(4)更高的活性污泥浓度

对于膜生物反应器而言，生物反应能力的提升无疑是其重要优势。因此，在膜生物反应器的帮助下，其可将反应池中的MISS浓度提升，使污染物质的含量进一步降低，从而完成废水的有效处理，确保出水水质符合国家标准要求。

4.□膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

(1)EGSB-MBR组合技术的应用

①EGSB-MBR 组合技术概述

作为一种现代化厌氧反应器，EGSB的中文名称是膨胀颗粒污泥床；MBR则是膜生物反应器的一种类型，将MBR与EGSB两者相互结合，有助于提升污水处理质量。此外，EGSBMBR 组合技术的应用，可以弥补两者存在的缺陷，而且也可进行优势互补，特别是可以有效处理高浓度的有机废水。研究表明，与其他污水处理技术相比，EGSB-MBR 组合技术可以去除接近80%的有机废物，加快有机废物的降解效率，确保处理水质质量符合排放要求。

②应用实例

以造纸厂的污水处理效果为例，造纸厂在日常生产中会产生大量废水，并且大多使用IC反应器提升污水的处理效果。然而，我国国产IC反应器还十分不成熟，核心技术长期被西方国家垄断，所以极大地提升了IC反应器的投入成本。随着EGSB-MBR 组合技术的逐渐成熟，其在造纸厂污水处理工作中的应用，可以将污水进行有效处理。例如，造纸厂生产产生的废水先经过酸化池进行水解，随后在EGSB反应器与MBR膜生物反应器的作用下完成脱氮除磷工作，并且可以有效地去除重金属离子，提升出水质量。

(2)曝气生物滤池技术的应用

①技术概述

对于膜生物反应技术而言，其根据应用原理不同存在多种类型，但是应用最为广泛的当属曝气生物滤池技术。如果污水中含有大量洗涤剂与胶体等物质，则将会对水体产生严重污染，所以可借助曝气生物滤池技术，加快污水处理效率，降低有害物质对水环境的影响。通常来说，污水处理负荷与消耗的负荷成正比关系，曝气生物滤池技术在降低负荷方面具有突出作用，有助于降低污水处理的成本支出。

②应用实例

以某啤酒厂为例，随着民众生活品质的提升，每日啤酒的需求量不断增加，所以废水处理负荷也相应不断提升。因此，为了处理啤酒厂每日产生的近千吨废水，同时也要降低废水成本，所以选用曝气生物滤池技术就成为最佳选择。在应用曝气生物滤池技术过程中，首先将废水排放管道与调节池连接，废水在调节池中进行预处理；待废水调节完毕后，将废水输送至水解酸化池中，在水解酸化菌的帮助下将废水中的有机物大分子分解成小分子有机物，随后将废水输送至BAF反应器中进行深度反应，最终使废水符合排放要求。

5.膜生物反应技术在环境工程污水处理中应用的要点

(1)膜污染的影响因素

①生物膜的影响因素

生物膜是决定废水处理质量的关键，对于生物膜而言，孔径、空隙率等是影响生物膜处理性能的关键。例如，膜的孔径越大，则膜的进水量与空隙率也就相应增加，有助于降低堵塞问题发生的几率。与此同时，生物膜亲水性的好坏，关系到其抗污染性能的高低，生物膜亲水性越高，则生物膜的水处理能力也就越强。

②污泥混合液的影响因素

通常来说，悬浮物的粒度分布与其固体浓度是影响污泥混合液性能的重要因素。研究表明，膜污染程度的高低与污泥混合液的性质有着紧密联系，当污泥浓度比较高时，则污泥负荷也就会相应降低，有助于增加膜生物处理器的基质去除效率，降低污泥产量。当废水中的污泥浓度大于临界状态时，则会影响固液分离效果，影响污水的处理效率。对于细菌胞外多聚物而言，当废水中高分子黏性物质含量比较大时，会影响活性污泥混合液中絮状物质的形成，从而会污染生物膜的污水处理能力。概括地说，当絮体物质的规格尺寸比较大时，则会显著降低滤饼层的阻力。

③操作条件

研究表明，膜污染的程度与操作条件有直接关联。在应用膜生物反应技术时，操作压力、操作温度以及膜通量等均是重要的操作条件。在污水处理时，在保证膜分离过程稳定运行的基础上，通过增加操作温度来加快处理效率。当温度升高时，生物膜表面的孔径与污染层厚度会增加，从而改善生物膜的通透性，进而提升污水的处理效果。

(2)膜污染的防治措施

①增强生物膜的抗污染能力

在环境工程污水处理时，需要根据污水处理特点有针对性的选择合适的生物膜，方可提升污水处理效果。例如，在挑选生物膜时，注重检查生物膜的亲水性、孔隙率与孔径，并要采取有效措施降低生物膜出现污染问题的概率，增强生物膜的抗污染能力。

②改善混合液的特性

为了降低膜污染问题出现的几率，改善混合液特性就显得很有必要。在应用生物膜反应技术时，可通过增加预处理工艺降低污染物质的浓度，使污泥参数得到改善，从而实现改善混合液特性的目的。此外，可在污水处理时添加PAC颗粒，增强活性污泥的可滤性，使膜的过滤阻力降低，缩减滤饼层的厚度，提高污水处理效果。

③优化膜分离操作条件

在应用生物膜反应技术时，为提升污水处理效果，对膜分离操作进行优化是不可忽视的重要事项。在污水处理时，如果过度利用终端过滤能量，将会加剧生物膜污染的程度，所以可利用过流过滤复合系统来降低终端过滤能量的利用效率，从而起到优化膜分离操作条件的作用。

6.膜生物反应器的应用前景

膜生物反应器属于新时期的关键技术，归属于生物技术。膜生物反应器具有效率高、方便快捷的优势，可充分弥补传统生物处理技术的不足，广泛应用于废水领域中，利于完成高层建筑废水的有效回收，还可对填埋场的废水进行妥善处理。此外，还可循环利用高浓度的有机废水，具有范围广的优势，可达到污水合理化应用的发展目标，利于实现污水统一管理、合理调配的最终目标。可有效进行污水防控处理，具有发展前景广阔的优势。当下，国内对污水处理的重视度越来越高，污水处理领域已经逐渐引起社会大众和业内人士的关注。为了高效解决水资源短缺的问题，必须有效控制污染问题，为此膜生物技术逐渐发展成为当下污水处理行业的核心技术，发展前景十分广阔。同时该项技术具有成本低、节约能源的优势，不但可满足污水处理要求，同时还能达到除菌目标。发展领域越来越广泛，发展态势良好。再者，生物膜反应器可提供良好稳定的水质条件，具有占地面积小的优势，可有效克服对污泥沉降性能的依赖，效果良好。

7.结语

总之，为了解决水环境污染问题，提升我国水环境质量，环境工程污水处理工作要引起足够的重视。随着污水处理技术的高速发展，膜生物反应技术的出现可以提升污水处理质量，确保处理后的污水符合国家排放要求。因此，鉴于膜生物反应技术如此重要，污水处理专业人员应对膜生物反应技术加大研究力度，使膜生物反应技术可以在未来污水处理中发挥更大的应用价值。