環境工程污水處理中膜生物反應技術的應用

周穎

摘 要：我國環境問題日益突出，污水治理工作的重要性凸顯而出。與此同時，環境工程污水處理技術也處在不斷的研發創新之中。膜生物反應技術自研發以來，在污水處理效率、效果以及經濟性方面發揮出自身獨有的優勢。對于實現污水處理設施集成一體化和小型化具有積極的意義。

關鍵詞：膜生物反應技術；污水處理；環境工程

膜生物反應技術在污水處理中的應用效果良好。處理后的水質可用于綠化澆灌、洗車、馬路降塵、沖廁、消防等非飲用場合。因此，在水資源節約利用和循環利用方面意義非凡。因其占地面積少，操作便捷、運行平穩而得到廣泛的應用。

一、膜生物反應技術綜述

（一）膜生物反應技術原理

膜生物反應技術依托膜分離技術，吸收生物處理技術優勢，結合而誕生出超越傳統技術手段的污水處理技術。是當前污水轉化率非常高的一種污水處理系統。膜技術利用膜的通透性實現對液體的濃縮和分離，從而可以分離出黏土、礦料、乳液、微生物等大分子和顆粒狀物質[1]，進而實現凈化、濃縮的目的。膜生物反應器通過膜過濾和生物降解功能，尤其是超濾膜超強的微生物截留過濾作用，可實現有機物的快速降解，從而提高污水處理效率。

其構成包括萃取反應器、曝氣裝置以及膜分離裝置，并根據生物膜的安裝位置的不同劃分為不同的類型。分別是一體式和分體式膜生物反應器。一體式反應器沒有混合液循環系統，靠抽吸或虹吸出水，優點是能耗低，占地緊湊。缺點是膜通量相對不足，易受污染，不易清洗和更換。分體式反應器運行穩定，膜易于清洗、更換，且膜通量較大，不用經常清洗。缺點是動力費用高，剪切力大容易導致某些微生物菌體失去活性。

按照是否需要氧氣可分為需氧和厭氧兩種。需氧膜生物反應器主要用于城市工業污水處理。厭氧膜生物反應器能耗低、操作簡單、效率更高，可提高出水水質。主要按照功能特點可分為三類。一種是膜分離生物反應器。適用于污水處理中的固液分離。另一種是膜曝氣生物反應器，可用于氣體質量傳遞，利用無泡曝氣處理工藝實現傳氧效率的提高。還有一種是萃取膜生物反應器，主要的作用是回收工業廢液中的優先污染物。通過利用膜的不同通透性，提取特點的污染物。

（二）膜生物反應技術的應用優勢與局限

優勢：膜生物反應技術是一項高新技術、其技術優勢體現在四個方面。第一，其最大的優勢在于分離效率高[2]。由于膜生物反應器不需要占用太多的地面面積，因而不存在傳統的污泥沉降性問題，同時還能夠提高混合液懸浮固體濃度，從而極大地提高了整個系統的抗負荷能力，水處理效率與水質得以提高。第二、能夠實現廢水和微生物的分離。膜生物反應器能夠將活性泥與廢水進行分離，廢水流動入膜腔內部，而生物細菌流動到膜外。第三，提升系統的傳氧效率。膜生物反應器中的曝氣系統采用新型的透氣性膜，利用這種膜的抗高壓與低傳質阻力，減小環境因素的影響，保證供養系統的穩定運行，從而提高污水處理效率。第四，降低污泥產率。膜生物反應器最重要的一點作用在于能夠阻止污泥進入內部，有效降低剩余污泥產量，從而降低污泥的產量。第五，該工藝可以從傳統工業進行改造，操作簡易，應用前景廣闊。

局限：首先膜生物反應技術中的膜使用期限有限，水污染越嚴重，使用壽命越短。同時，膜容易受污染，膜孔隙易堵塞，當膜受到污染后，通水量會降低，當阻塞達到一定程度時且不能恢復時，就要被廢棄。污水處理運行的穩定性會受到影響。有關研究證明，先凈化原水，再進行后續工序能提高膜的使用壽命。而膜材料生產工藝復雜，價格高昂，使得膜生物反應技術成本過高，推廣難以普及。

二、環境工程污水處理中常用的膜生物反應技術

（一）EGSB-MBR組合技術

EGSB-MBR組合技術結合兩項技術的長處，彌補了各自的不足。利用EGSB反應器處理效率高、能夠有效地去除水中化學需氧量的優勢，利用MBR能夠去除水中懸浮物、氨的優勢彌補EGSB技術的不足。兩者結合可有效互補，提高污水處理效率。

（二）氣浮/曝氣生物濾池/膜生物反應器組合技術

在污水處理過程中，利用傳統的生物處理技術并不能保證所有指標都能達標。因此，還需要增加沉淀、過濾等物理處理工序。對此復雜龐大的處理工程，有必要探索并利用氣浮/曝氣生物濾池/膜生物反應器組合工藝處理廢水。從而達到節約能源，降低水處理費用，提高水處理效果的目的。

（三）內循環動態生物反應技術

近年來，相關技術人員一直致力于膜生物反應裝置的創新改造，從而研制出一種新的動態式內循環反應技術。該技術采用較為廉價的微網材料作為生物膜，通過過濾活性污泥，采用側向曝氣進行動態膜生物處理。與傳統技術相比，該池體被分為厭氧反應區、需氧反應區和沉淀集水區域，將污水的生物反應、泥水分離以及污泥回流系統有效結合，從而提高凈化效果[3]。同時需氧區被一分為二，曝氣范圍變小，曝氣效果增強，氧氣利用率增加。

三、技術應用展望

隨著我國城鄉經濟發展，水資源需求量日益增多，水資源枯竭現象將更加嚴重。而環境保護意識的逐漸普及，使得國家和政府對于污水處理的關注和支持力度不斷加強。在技術進步的支撐下，膜的質量、壽命將會得到提升，同時成本會逐漸下降。膜生物反應技術在城市污水處理廠的升級改造，賓館、洗車液等有污水回收需求且占地不大而分散的場所；高濃度、難降解工業廢水處理、垃圾填埋滲透液處理及回收、小規模污水廠等領域的應用將成為重點。

同時，膜的污染機制與防治，工藝流程的優化，如何合理降低污泥產率和處理費用，反應器內微生物代謝對水質、污泥活性的影響[4]，工藝的經濟性優化，開發能夠處理特殊水質、節能且操作簡單維護方便，可長期穩定運行的新型膜生物反應器將成為接下來研究的重點。

結束語：在全球水資源短缺的背景下，利用先進的技術進行環境保護和污水治理成為一種迫切的需求。因而膜生物反應技術日益受到人們的關注，針對其缺陷，需要相關技術人員加以研究并彌補，從而發揮膜生物反應技術的最大作用，取得最佳的處理效果，從而為國民營造更美好的生活環境。

參考文獻：

[1]鄭飛，高雄，李建宏.膜生物反應技術在污水處理中的運用研究[J].資源節約與環保，2019（04）：116.

[2]印顯東，李亮，張志鵬.膜生物反應技術的發展及其在污水處理中的應用[J].環境與發展，2018，30（05）：45+47.

[3]陳遠.膜生物反應技術在環境工程污水處理中的實踐[J].中國資源綜合利用，2017，35（07）：20-21.

[4]胡波. 污泥停留時間對膜生物反應器中溶解性微生物產物和膜污染的影響[D].華中農業大學，2017.