膜生物反應污水處理技術在生態工業園區的應用淺析

李鳳 杜付昌

摘 要：膜生物反應技術是將膜分離與傳統污水生物處理技術相結合的新型處理技術，在污水處理的市場中有著較大的發展潛力。本文針對膜生物反應技術在生態工業園區污水處理工藝應用進行了分析。實踐表明，膜生物反應技術處理效果好，耐沖擊負荷能力強，可高效去除氨氮及難降解有機物，剩余污泥量少，并且占地面積小，運行控制靈活，能夠為建設生態園區的環境保護提供保障。

關鍵詞：生態工業園區；污水處理；膜生物反應；MBR；組合工藝

0 引言

近年來我國工業發展速度較快，大量工廠不斷涌現，這也導致三廢排放量逐日遞增。另外，很多工業污水在沒有經過處理的情況下就被排放到水體中，對環境水體帶來了巨大的破壞。針對于這種情況，加大對污水的治理力度，采用科學的污水處理技術建設生態園區，降低對水環境造成的危害，確保水資源的可持續利用，就顯得日趨緊迫和重要。

1 生態工業園區的污水特點

生態工業園區是依據循環經濟理念、工業生態學原理和清潔生產要求而設計建立的一種新型工業園區。它通過物流或能流傳遞等方式把不同工廠或企業鏈接起來，形成資源共享和副產品互換的產業共生組合，建立"生產者-消費者-分解者"的物質循環方式，使一家工廠的廢物或副產品成為另一家工廠的原料或能源，尋求物質閉路循環、能量多級利用和廢物產生最小化。建設生態工業園區，對污水處理排放有著較高的要求，不同工業園區的污水由于園區產業類型不同，水質差異較大，在集中處理的過程中應根據污水的實際水質情況，采取有針對性的處理工藝。以大型食品工業園為例，食品工業原料廣泛，制品種類繁多，排出廢水的水量、水質差異很大。廢水中主要污染物有：（1）漂浮在廢水中固體物質，如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等；（2）懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、淀粉、膠體物質等；（3）溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類等；（4）原料夾帶的泥砂及其他有機物等；（5）致病菌毒等。污水排有機物質和懸浮物含量高，易腐敗，一般無太大毒性。其危害主要是使水體富營養化，以致引起水生動物和魚類死亡，促使水底沉積的有機物產生臭味，惡化水質，污染環境。

2 膜生物反應技術在生態工業園區的污水處理常見技術

工業園區污水水質復雜，不能用單一流程處理，一般采用多種方法的組合工藝。根據實際廢水的水質采取適當的預處理方法，如絮凝、內電解、電解、吸附、光催化氧化等工藝，破壞廢水中難降解有機物、改善廢水的可生化性，再聯用生化方法對工業廢水進行深度處理。膜生物反應是一種將傳統的生物處理工藝與膜分離技術相結合的污水處理技術，優點是不僅處理簡單、快捷而且高效。膜生物反應器（MBR）尤其在處理生活污水和工業廢水中起到主導作用。

2.1 采用EGSB-MBR重組技術

厭氧膨脹顆粒床反應器（簡稱EGSB）是在上流式厭氧污泥床（UASB）反應器的研究成果的基礎上，開發的第三代超高效厭氧反應器，該種類型反應器具有特點包括：①高的液體表面上升流速和COD 去除負荷；②厭氧污泥顆粒粒徑較大，反應器抗沖擊負荷能力強；③反應器為塔形結構設計，具有較高的高徑比，占地面積小；④可用于SS 含量高的和對微生物有毒性的廢水處理；⑤主要用于高濃度有機廢水處理。而單純采用EGSB反應器，存在產生的氨氮、懸浮物、濁度指標去除有限等缺陷，EGSB-MBR重組技術采用MBR作為后續處理，彌補了這一缺陷，且具有抗負荷沖擊能力強、運行穩定、經濟性優勢明顯等特點。

2.2 曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應器組合技術

利用曝氣生物濾池、氣浮、膜生物反應器組合工藝技術進行污水處理，不僅可以降低水中膠體、懸浮物、洗滌劑等污染物的含量，而且能夠降低后續污水處理的難度，為后續污水處理工作的順利開展奠定良好的基礎，最能體現這一點的就是可以延緩膜生物反應器的膜污染，確保整個系統的安全可靠、穩定運行。。

2.3 動態的內循環反應技術

近些年來，技術人員對膜生物反應裝置進行了相應改造，在此基礎上誕生了動態式的內循環反應技術。動態反應器可以運用微網材料來制作生物膜，有利于減小造價。此外，內循環動態反應也充分運用了活性污泥，在進行過濾和處理時建立了循環利用網絡。從目前應用現狀來看，通常選擇側向曝氣的方法來處理污水，然而這種情況下將會降低錯流速度。為了加以改進，可以設計為豎向流動的曝氣裝置結構，經過改造后的內循環裝置就能避免短流問題，從而在污水處理過程中能夠達到較為理想的效果。

3 膜生物反應技術運用的優勢與缺陷

從現狀來看，更多企業已認可膜生物反應器在水的深度處理方面的應用，同時，膜生物反應器在污水處理領域也取得了優良的整體效果。然而不應當忽視，膜生物反應器在工程運用中仍暴露了部分缺陷，亟待改進。污水處理運用的膜生物反應主要包含了如下優勢與弊病：

3.1 膜生物反應污水處理的優勢

膜生物反應可以高效分離污水與沉淀物，因此不必配備額外的過濾單元或者沉淀池等。從這個角度來講，膜生物反應器有利于節省占地，同時解決了傳統活性污泥法中污泥量大、污泥處理費用高、污泥膨脹等缺陷。與傳統的污水生化處理相比，具備以下優點：①處理效果好，具有優良的抗負荷性能，因而尤其適用于工業排放的各類有機廢水，工藝膜組件能夠實現高效固液分離，大幅度去除細菌和病毒，出水SS濃度低于5mg/L，濁度低于1NTU；②可有效去除氨氮及難降解有機物，延長其在反應器中的水力停留時間（HRT）；③占地面積小，反應器內可獲得高達25000mg/L的MLSS濃度，工藝流程可做成地上式、半地下和地下式；④實現了HRT和污泥停留時間（SRT）的完全分離，實現智能化靈活控制運行；⑤剩余污泥量少，降低了污泥膨脹幾率，可用于傳統工藝的升級改造。

3.2 現存技術缺陷及緩解措施

膜生物反應器具備較多的技術優勢，同時也存在一定的缺陷。在污水處理的反應進程中，生物膜很容易吸附混合顆粒物以及其他有害物質而導致膜通量的快速下降。采用增加膜表面沖刷流速和增加反沖洗頻率等措施可以有效減緩膜污染。控制MLSS濃度在6000-8000mg/L的范圍內，并對MBR反應器進行定期和必須的排泥也有利于減緩膜污染。另外，工藝系統內污泥濃度較高，須加大曝氣強度以保持足夠的傳氧速度，這些措施增加了系統能耗。

4 膜生物反應器的應用前景

膜生物反應器在生活污水、工業污水處理領域得到了較好的應用成效，但是因其的工藝膜組件投資費用較高，在我國得到廣泛的普及尚有一定的困難。

膜生物反應技術在出水水質、污泥減量化方面都有著很大的優勢，同時該項技術能夠節約能源，具有大規模生產的潛力。膜生物反應器克服了對污泥沉降性能的依賴，并且能夠取代二次沉淀池，而且還能夠達到除菌的效果。因膜生物反應器具備提供優質的水，占地面積較小等優點，所以膜生物反應器在污水處理和廢水回收等方面具有非常廣闊的前景。

5 結語

工業園區中的污水因其成分的復雜性，建議進行組合工藝處理，實踐表明，膜生物技術在生態工業園區污水深度處理中的應用取得了較好的成效，但在其應用過程中也存在一些不足，應采取合理有效的措施，以更好地發揮膜生物技術的優勢，盡可能地規避其缺陷，全面提升污水處理的質量和水平，實現水資源的可持續發展和循環利用。

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（作者單位：1 青島中天智誠科技服務平臺有限公司；

2 青島高校信息產業股份有限公司）