膜生物反應技術在環境工程污水處理中的運用

張 蘋，楊海峰

（1.海南大學 生態與環境學院，海南海口 570228；2.海南大學化學工程與技術學院，海南海口 570228）

最近幾年，我國的城市化建設取得了較為突出的成績，但是同樣也有大量問題產生，而如何有效地處理生活以及工業生產制造的污水便是其中一個急需解決的問題。科研人員在經過長時間實驗之后，研發出了一種名為膜生物反應的新型技術，該技術最大的優點即操作方法簡單以及占地面積較小等，而且它在實際應用過程中有著極為出色的污水處理效果，值得在各個行業進行大力推廣與應用。

1 基本概念

1.1 膜生物反應技術原理

膜生物反應實際上就是指膜分離還有重新組合等一系列過程，當生物膜處于某些特殊環境內時就能夠進行分離，同時膜在完成分離之后還可以和其他類型的組件再次結合進而變成新型小單元。通過生物單元便可以做到多類型組合以及排列，從而實現生物分離等目標，并處于生物分離這一特殊的狀態。膜生物反應技術應用的技術即反應器與沉淀池中的配置還有構建，就膜生物反應整合的過程而言，其本質為膜生物分離以及結合。另外，當膜分離還有結合時還能夠實現物質濃縮與分離，從而達到污水處理工作最終的目標。

1.2 技術的優點以及弊端

1.2.1 工藝方面的優點

現階段，雖然已有部分單位開始嘗試使用膜生物反應技術進行污水處理，但并未實現全面普及，仍舊為新興的污水處理工藝，這種技術相較污水處理傳統工藝有著極為顯著的優點，而工藝優勢則是其中較為突出的一點，例如有著較高的分離效率。對于膜生物反應技術而言，它所需要的占地面積較小同時也不會產生污泥沉降等問題，同時由于懸浮固體在混合液當中有著較高的濃度，因此還能通過這一技術讓污水處理體系抗負荷的能力得到極大提高，進而有效增強污水處理的效率還有能力，最終確保水質可以實現顯著提高。最后，利用膜生物反應技術還能進一步增加系統的傳氧效率。在膜生物反應技術中的曝氣系統中使用了新研發的透氣膜，此類透氣膜相較于過去所使用的膜有著更小的傳質阻力，同時還具有抗高壓以及幾乎不會受到外界環境因素影響等特點，借助其能夠確保供氧系統穩定運行，而且在環境工程的污水處理工作中引用了此類新型處理工藝以后，其污水的處理效率也取得了近乎于質的飛躍。除此之外，在當前污水處理過程中應用膜生物反應技術還可以讓污泥產率得到一定程度的降低。因為膜生物反應技術獨特的工作原理，所以他能夠將污泥阻隔在生物反應器外部，這也是此類技術和傳統污水處理工藝最大的不同之處。雖然從宏觀角度看該環節并不具備實質性意義，但是在開展實踐時便會發現反應器內各類營養物質具體的含量以及污泥之間存在有緊密聯系，假如可以將污泥阻擋在反應器意外，那么便可以有效控制污泥產量，最終由源頭處減少污泥的產出量。

1.2.2 技術方面的弊端

雖然在上述分析之中，將膜生物反應技術應用到環境工程的污水處理工作中有著諸多優點，但這也并不意味著其毫無弊端，由于膜生物反應技術的特點使得其內部的膜實際使用的壽命往往較短，而且其中的膜還極易受到污水影響，一旦污水問題過于嚴重，那么“膜”能夠正常工作的壽命便會被極大縮短，而且當膜受到了污水以及其他因素的污染后，通水量也會隨之減少，進而嚴重阻礙了污水處理工作正常進行。為此怎樣延長膜生物反應技術之中“膜”的使用時間，以確保能夠維持正常且穩定的通水量是現階段有關技術人員急需解決的一個重要問題。

2 膜生物反應技術在環境工程污水處理中應用的具體種類

2.1 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池是環境工程建設污水處理工作當中的第一道工藝，同時它還是膜生物反應技術的具體展現，在環境工程污水處理工作中應用該技術能有效提高污水的處理效果以及質量。而且由于該環節技術水平相對較高且組合性較強，所以借助它與氣浮工藝有機的結合能夠使污水之中對應的污染物數量還有水平顯著降低。把優化組合的技術原理當作基礎，實現生物濾池以及氣浮技術完美結合能夠取得一個相對出色的處理結果，而且在根源維持解決污水之中的污染物，還能夠降低污染物的產量，從而有效提高污水處理水平。環境工程建設當中的污水處理工作通常會伴隨有極大的負荷，借助此工藝可以對污水處理工作中負荷的強度進行科學把控，從而避免其中的生物膜由于污染等問題而無法工作。通過上述方式能夠有效提高污水處理的效率還有質量，除此之外還在一定程度上減少了對應的資金投入。

2.2 動態的內循環技術

倘若想要在污水處理過程中充分展現出膜生物反應技術所具有的作用，那么優化還有改造反應器便是最為重要且不可被忽視的一個環節。就現階段常見的反應器來看，絕大多數都無法滿足該技術的工作要求，為此要盡快改造還有升級當前所使用的反應器，在對相關技術進行優化和改造時必須要嚴格參考污水處理工作的具體特點，做到動態化內循環，同時盡可能地減少人力操作等頻率，最終達到多膜生物反應等目的。倘若將微網材料添加至膜生物反應技術之中能夠在一定程度上降低污水處理工作的投入資金，而且通過這種方式還可以確保污水處理工作實現合理控制以及高效化的造價管理，進而有效提高企業最終獲得的經濟效益。除此之外，合理且科學地應用動態循環工藝還能讓存在于污水內部的活性污泥得到更好的吸附，并且性能較為出眾的污泥在被多次過濾以后還可以進行多次重復使用。然而我國當前部分地區依舊通過側向曝氣法來應用動態的內循環技術，這種方式極易導致錯流還有速度下降等問題的發生，最終阻礙污水處理工作正常運行。所以，在對污水進行處理時，一定要對污水處理要求還有技術特點等有一個明確認識，最好通過布設豎向的流動爆氣裝置來放慢污水處理過程中的水流速度，以避免反應器因反應過快而產生斷流問題，最大程度地發揮出動態的內循環技術所具有的意義以及價值。

2.3 組合污水處理技術

相較于前者，我國當前環境工程中的污水處理工作對于此技術的應用要更為廣泛，組合污水處理工藝讓膜生物反應還有膨脹顆粒污泥床等技術實現了近乎于完美的結合，而且在實際的應用過程中還發現，通過組合污水處理工藝可以使污水處理效果得到顯著提高。在利用組合污水處理工藝對污水進行處理時，其首先會借助膨脹顆粒污泥床來使存在于反應器之中的有機物與污泥等進行充分的混合，并將其中濃度較高的有機廢水和需氧型污染物剔除，在利用膜生物反應技術進行后續一系列的操作，最終把其中剩余的少量雜質完全清除，進而實現高效和科學化的污水處理。

3 環境工程中污水處理的具體應用

3.1 工業廢水處理

在因工業生產而形成的廢水之中，往往有著較為復雜的成分，這也就為污水治理工作造成了極大阻礙。想要在節省資源的基礎上實現污水高效的處理，必須要先深入了解廢水當中存在的各種成分，同時針對其挑選最為適宜的處理方案。為了保證經過處理的工業廢水可以滿足國家排放標準，相關人員在挑選處理技術時，一定要優先考慮控制金屬的離子濃度。因為金屬離子會由廢水環境差異（例如酸堿度還有有機物的濃度等）而表現出不同的存在形式，所以，想要控制成本，最大程度地節約資源，并讓金屬離子的濃度得到有效降低，最終使廢水內各項元素含量符合排放要求，就應當通過增加反應器的容積還有調節酸堿度等方式來進行處理。

3.2 生活廢水的處理

對于膜生物反應技術而言，其不只是在工業廢水處理過程中有著良好的表現，而且其對于生活廢水的處理同樣出色。通過這種技術處理生活中的廢水最大的優點即效果顯著且操作簡便，但是其也存在一定的缺陷，例如技術性過強以及資金投入較大等，因此不建議通過此技術來處理生活廢水。然而隨著近些年我國經濟以及科學技術快速的發展，原本膜生物反應技術存在的諸多缺點都已得到了完美解決，并且該技術的使用成本也實現了進一步降低，另外其對于水資源的利用效率也隨之得到了極大的優化，其在生活廢水處理方面具有的優勢也越發顯著。對生活用水進行科學處理，不只是能夠維持和保護生態環境，而且還能節省水資源，進而實現其循環使用的理想效果。

4 應用前景

膜污染因為膜生物反應技術的不斷優化和完善而得到了妥善處理，而且其在污泥的產量方面也存在顯著優勢，同時借助該技術還能夠在減少資源以及成本投入的前提下，有效提升污水處理工作的處理效率與質量，其在未來必然可以實現大范圍推廣與應用。另外膜生物反應技術因為自身占地面積較小且可以提供質量出色的水資源，所以在污水處理還有廢水的回收等工作中有著極為重要的意義，前景尤為廣闊。

5 結語

總而言之，雖然現階段世界經濟以及科學技術等取得了巨大的進步，但是也正因此導致全球水資源開始出現短缺以及污染等問題。現階段，膜生物反應技術憑借自身出色的污水處理效果而受到世界各國廣泛的關注，但因其出現時間較短，所以還存在一些弊端，為此在運用該技術時，一定要對它的優缺點有一個明確的認識，最大程度地展現出它所具有的優勢，并深入研究其存在的不足之處，盡快解決其中的各種問題。相信在我國科研人員不斷努力之下，該技術一定可以進一步的優化與完善，最終使我國環境工程中的污水處理工作達到理想化效果。