环境工程污水处理中膜生物反应技术的运用

赵书芳

（苏州市宏宇环境科技股份有限公司，江苏 苏州 215000）

膜生物反应器的运行原理是基于高效分离膜组件来实现相应的水体净化功能，其不仅占地面积较小，而且出水质量非常高，操作简单，且可以长期稳定地运行，因此，应用范围比较广。随着膜生物反应技术的逐渐普及和推广，使环境工程污水处理工作迈向新的阶段，有关单位与技术人员也开始重视此技术的运用。

1 膜生物反应技术的基本原理

该技术主要是凭借分离膜组件的高效配合，以此构成生物单元。这是一种新型的污水处理方式，主要是由二沉池技术和生物处理技术演变而来的。相比于普通的污水处理技术而言，膜生物反应技术的处理效率更高、适应范围更广。其中，膜生物反应器是该技术的主要装置，是把生物处理和膜分离技术有机结合起来，基于对这两种技术的改进和整合，使膜生物反应技术的实际运用效果更佳。

由于膜生物反应技术是由膜分离技术迭代而来，并且，也融合了生物处理技术，做到了对多项技术的巧妙结合，这样既可以切实提高污水的处理效率，同时还可以显著提高污水的转化率，从而获得可供再次使用的水资源。在实际应用中，将膜生物反应技术和传统的污水处理技术进行对比可知，该技术具有更强性能。基于对该技术的具体工艺分析，其主要包括了膜分离设备、曝气设备、萃取反应器。在这些单元中，膜分离反应器的运用最为普遍，由于其具有生物特征，所以具备特殊的优点。在实际进行污水处理工作时，膜生物反应器也存在多种类型，可以为一体式，也可以是分离式，这主要是按照生物膜处于反应器的各个位置进行分类。

2 膜生物反应技术分析

2.1 优势分析

膜生物反应技术在实际运用中主要具备以下优点：

（1）分离效率比较高。在运用膜生物反应器处理污水时，无需借助沉淀池与过滤单元，大幅减少了膜生物反应器所占用的空间，且在处理时也不会发生污泥沉降的现象，最大化地提高了系统的容积负荷，有效提高了膜生物反应器对于污水的处理效率及质量。

（2）可以将废水与微生物分离开来。膜生物反应器可以把污水内的废水与活性污泥进行初步清理，使废水被隔离在膜内，让废水只在连接了出入水槽的膜腔之中流动，让生物细菌无法通入膜中，会一直漂移在膜外，进而实现了将废水和微生物分隔开来的目的，提升了污水处理的质量；

（3）系统传输氧气的效率十分稳定。将膜生物反应技术运用在曝气系统中，属于一种新型的透气型膜，此种膜的传质阻力不高，而且还不容易受到外界环境因素的影响，进而充分保证了膜生物反应器中供氧系统的稳定性；

（4）污泥产率下降。使用膜生物反应器还可以相应提高生物反应性能，使反应池内混合液悬浮固体的浓度非常够，可充分提升大分子的降解效率，让污泥全部都阻隔在反应器之内，充分减少了悬浮物含量，进而减少了污泥的总占比。

就当前来看，膜生物反应技术相比于传统的污水处理技术具有更突出的优势，因此，该技术也具有进一步推广与研究的价值。

2.2 劣势分析

在运用膜生物反应技术时，“膜”具有一定使用寿命，而且其寿命高低会因污水浓度的影响而产生波动。若污水中的污染物质浓度较高，其使用年限就会相应降低，且通水量也会随之下降，这对于环境工程的污水处理工作的正常开展是较为不利的。因此，怎样有效提高“膜”的使用寿命，而且确保“膜”在被污染之后依旧可以保持合适的通水量，这是目前需要重点探讨的课题。并且，在运用膜生物反应技术处理污水时，也会发生吸附的有害物质与混合颗粒物太多的问题。从而导致污水的处理效果不佳。

3 膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用种类

3.1 动态内循环技术

膜生物反应技术在实际运用时，对于反应器有着非常高的要求，所以，应对传统的反应装置加以改进。在实际应用中，要综合环境工程污水处理的特征和实际需求来提升反应装置的技术水平，并对其加以持续改进创新，进而形成动态化的内循环反应，以此减轻对人工的依赖程度，从而能充分实现多次膜生物反应。在运用膜生物反应技术时，可通过引进微网作为材料来大幅减少污水处理工作中耗费的成本，促使污水处理工作可以获得有效的造价管控，以此提升相关企业的经济利益[1]。

通过对动态内循环技术的运用，在污水处理过程中可有效实现对活性污泥的吸附，并对性能比较高的污泥加以多次过滤或是实行系统化的后续吸附处理，使所用的各种反应材料都能做到多次循环使用。目前，对动态内循环反应技术的具体运用状况加以分析可知，一部分地区在开展环境工程污水处理工作时，依旧采用侧向爆气法来实现对该技术的运用，但这种方式极易引起错流或是速度减慢等问题，会对最终的污水处理质量和效率造成严重影响。为此，在开展污水处理工作时，应清晰掌握污水处理的具体要求与有关技术的特征，通过增加竖向流动爆气装置的方式来合理地调低污水处理过程中的水体流动速度，防止因为反应速度太快而使反应器中发生断流的问题，从而使动态内循环反应技术的优势以及价值可以完全地发挥出来。

3.2 EGSB-MBR重组技术

膨胀颗粒污泥床（简称为EGSB）为第三代厌氧反应器，相比于上一代的反应器增设了出水回流系统，并在有机物渗透上强化了对反应器内部的融合效果，让有机质和微生物之间的接触更加均匀、紧密，增快了生化反应速率，进而使生物降解效率显著提升。若将其和膜生物处理技术加以融合，会使二者的优劣势得以充分互补。比如，膜生物反应技术在运用一定时间之后，就会因为吸附的杂质太多从而使通水量降低、水质变差，而膨胀颗粒污泥床反应器在用于处理氨氮类污染物与悬浮物时效果较差，运用EGSB-MBR重组技术则能实现这两项技术优缺点的合理补足，进而提升了污水净化的稳定程度[2]。

3.3 气浮等膜生物反应组合技术

在通过工艺层面的融合之后，气浮等膜生物反应组合技术能很好的减少污水内洗涤剂、胶体之类的污染物含量，可以把污水中无法降解的胶体和难溶性物质进行高效清除，以此降低下一环节生物处理的负担，可有效发挥出延缓膜污染的作用。在实际应用中，膜生物反应技术的使用范围较广，不仅可以独立解决各项工作，还可以和其他技术结合起来使用，从而更好地满足了不同污水处理工作的具体需求[3]。

4 膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用范围

4.1 工业废水处理

在工业领域的日常生产制造加工过程中，往往需要耗费较大的水量，因此，所形成和排放的废水量也十分巨大。并且，由于工业行业自身的特殊性质，排放的废水的污染程度普遍较高，会给自然环境带来较为严重的危害，这非常不利于人类与各种动植物的健康发展。

由于工业废水的成分比较复杂，所以在对其进行净化时也具有较高的难度。不过，工业生产大多是属于集聚型的，在一片工业区内通常只会进行同一类生产或是成分差别较小的产品，比如，在制造电瓶车需要的电瓶生产工业区，往往只会制造与电瓶相关的产品。因此，在对工业废水进行处理时，首先要对所处工业区的具体状况进行全面了解，且再利用膜生物反应技术构造污水处理系统时，应注意对微生物的合理选取，必须要符合工业区内废水的实际处理需求，这样才可以取得最优的污水处理效果。同时，在选取微生物时，也要仔细分析微生物的生存环境，应综合所排出废水的温度以及环境气温选择与此温度条件相适宜、可正常存活的微生物，还要充分考虑废水酸碱度的情况，使一部分微生物在酸性条件下可以达到最高活性，而另一部分则只能在现行环境下具有最高活性。以上问题都应根据具体状况来加以全面分析，以取得最优的污水净化效果为主要目的，通过利用膜生物反应技术来创建一个合理、有效的污水处理系统[4]。

4.2 生活废水处理

对于膜生物反应技术来说，其不仅在工业废水处理方面可以发挥出良好的效果，也可以在生活废水的处理中取得良好效果。利用膜生物反应技术进行生活废水的净化处理时，该技术最为突出的优点在于处理效果较佳，且操作起来十分简单便捷。不过，该技术也有一些缺陷存在，比如，技术性太强、需要投入过多的初始资金等，所以，并不常用此技术来处理生活废水，以免面临严重的经济负担。不过，随着最近几年国内经济水平的提升、科技实力的增强，使原来的膜生物反应技术存在的缺陷问题均已获得合理解决，而且，该技术的应用成本也慢慢下降。另外，该技术对于提升水资源的使用效率也获得了一定效果，所以，在处理生活废水中的优势也愈发明显，进而可以对生活用水实行科学、有效的处理，既更好保障了生态环境不被破坏，还可以有效减少水资源的使用量，进一步实现了对水资源循环再利用的目标。

4.3 医院污水处理

在实际应用中，由于医院污水具有比较突出的毒性和有害性，所以，必须要使用膜生物反应技术对其进行消毒和处理，从而提高污水的净化效果，使水体的毒性降低。在进行医院废水处理时，可选取主体性工艺，确保水流停留时长在5 h左右，且出水氨氮的浓度和出水COD应当分别控制在4 mg/L和50 mg/ L，这样不仅能够有效提升出水的水质质量，同时操作起来也十分便捷，进而使实际的污水净化取得了良好效果。

5 膜污染的防治措施

5.1 改善膜性能

在运用膜生物反应技术时，随着时间的推移，膜上会吸附越来越多的污染物，若不对其进行定期清理，膜便会受到污染，从而会影响污水的处理效果。因此，在进行污水净化时，必须要选取适宜的膜，不仅要具有比较高的孔隙度、良好的亲水性，同时还需要具有合适的孔径。在实践中，相关技术人员应对膜生物反应技术进行持续改进，优化膜的亲水性，以防止因为污水处理而引发其他类型的污染[5]。

5.2 改善污泥特性

在实际污水处理中，可采取预处理模式对污泥特性加以改进，从而避免膜受到污染。在此过程中，可以把PAC颗粒添加到污泥内，以此来改良活性污泥的过滤性能，降低滤饼层的总体厚度，从而减小膜过滤时承受的阻力。

5.3 优化膜分离的操作条件

在对膜污染现象进行监测时，必须要充分改进膜分离的操作步骤。在此环节，运用终端实行过滤会引起膜污染问题，所以，可采取错流过滤方式。根据相关专业人士的研究分析，基于末端过滤、反冲洗以及错流过滤各自的优势特点，可以构建出结合末端过滤、反冲洗和溢流过滤的一种集成系统。通过实际运用与实验分析得知，此集成系统具有非常高的运行效率，而且使用效果较佳、经济性也更强。

6 结语

当前，全球范围内普遍面临着水资源短缺的问题，随着科技水平的日益提高，人们逐渐形成了完善的环保理念，环保意识也在慢慢增强，在此背景下，膜生物反应技术作为净化污水最为有效的技术之一受到了高度的重视，因此，不论是普通民众，还是科研领域都逐渐对此技术投入了更多的关注。不过，膜生物反应技术也存在一些缺陷，所以，相关人员以及企业在运用该技术时，不仅要对此项技术的优势进行肯定，同时也应当善于发现此技术中存在的不足之处。在实际应用中，要进行深度研究和创新，对发现的各项缺陷予以有效改进，从而促进该项技术的持续发展，如此才能使膜生物反应技术的作用可以得到充分发挥，并取得理想的污水处理效果。展望未来，随着国内在科学领域对各项材料的深入研究，会有各种新式的防腐蚀、防污染的膜材料逐渐出现，从而弥补该项技术的不足之处。