環境工程污水處理中膜生物反應技術的運用

周旭，杜宗敏(.遼寧冶金職業技術學院，遼寧 本溪 7000；.遼寧省健康產業集團本鋼總醫院，遼寧 本溪 7000)

1 膜生物反應技術的相關概念

1.1 膜生物反應技術的研發背景

雖然說我國地大物博，但是依然難以避免缺水的現狀。伴隨著經濟的發展和城市化進程的加快，生活和生產活動中對水的需求越來越大，而在用水的過程中，就不可避免的會產生污水，污水不經過處理直接排放到環境中，會對環境造成極大的損傷，19世紀末期的英國就是因為沒有做好污水處理，導致泰晤士河被污染，對人們的生活造成了很大的影響。所以為了不重蹈英國的覆轍，科學的處理污水是環境工程所要解決的一大問題。

在膜生物反應技術問世之前，污水處理采用的是普通的活性污泥法，這種方法的操作難度較大，占用面積較廣，不利于大面積的推廣使用，并且對污水的處理效果一般，難以促進水資源的循環利用。而隨著經濟社會的不斷發展，污水的排放量越來越大，普通的活性污泥法難以處理生活和生產活動中產生的大量污水，在這種背景之下，迫切地需要一種效率高、效果好的污水處理方法，于是膜生物反應技術應運而生[1]。

1.2 膜生物反應技術的工作機制

膜生物反應技術是將膜分離技術和生物技術有機結合而產生的新形態污水處理技術。膜生物反應技術采用膜分離技術替代傳統活性污泥法中的二沉池，通過膜分離技術來高效地進行固液分離，然后通過微生物與污水中的物質反應，降解污水中的有機物，然后再經過過濾，降低水的渾濁度，從而達到凈化污水的效果。

1.3 膜生物反應技術的技術類型

1.3.1 連續循環曝氣系統

連續循環曝氣系統(continuous cycle aeration system, CCAS)是膜生物反應技術中最典型的一項，這項技術能很好地輔助膜生物反應技術的工作，能夠有效地提升污水的處理效果。通過連續循環曝氣系統工藝的處理，能夠實現污水污染的根源處理，能夠顯著地降低污水中污染物的總量，從而使水凈化的程度提升。CCAS技術的運用能很好地與污水中的洗滌劑進行反應，例如洗衣粉、洗潔精等，所以CCAS技術能很好地處理生活污水。而且CCAS技術的運用能很好地降低污水處理過程中的總能耗，有一定的節能效果。

1.3.2 動態內循環系統

膜生物反應技術在污水處理的過程中能發揮極致的效果，那么其中的循環系統就必須做好。在現有的技術中，膜生物反應技術應用的時候，其內循環系統的效果較差，難以發揮膜生物反應技術的最佳效果。而動態內循環技術能很好地改善膜生物反應技術在處理污水的時候系統內水流動的情況。這種內循環技術能夠使系統中的污水循環流動，多次接觸系統中的污泥，充分發揮污水處理系統中的污泥效果，起到最大的過濾作用。此外動態內循環系統的技術造價較低，能夠在一定程度上降低技術成本，而且動態內循環能使污水處理過程中對人工操作的要求降低，也能減少一部分人工成本。而且動態內循環系統在經過改良之后，能夠很好地改善內循環系統內部的錯流問題，對污水的凈化效果更加出眾。

1.3.3 組合式污水處理技術

不同來源的污水其中的雜質也是不同的，如果只憑借現在的技術的話，很難用一種技術來處理所有的污水，所以在處理污水的過程中，很多時候都需要采用多種污水處理技術組合使用的方法。例如在膜生物反應技術的應用中，有一項膜生物反應器(membrane bio-reactor, MBR)技術，這項技術便是膜生物反應技術運用于實際而產生的新型污水凈化設備。在污水的處理中，還有經常采用膨脹顆粒污泥床(expanded granular sludge bed, EGSB)技術，這項技術主要是通過厭氧生物與污水反應，降解污水中的有機物，從而達到凈化污水的效果。而組合式污水處理技術，就是在處理污水的過程中，將這兩項技術有機結合，形成一種新的污水處理技術。這兩項技術對于污水處理的側重點不同，MBR技術能過濾掉污水中的懸浮物和一定的有機污染源，而EGSB技術能很好地降解污水中難降解的有毒物質。將兩種污水處理技術有機結合，能夠更好地處理來自不同來源的污水，從而提高污水的凈化效率。

2 膜生物反應技術的優點及弊端

2.1 膜生物反應技術的優點

在污水處理領域來說，膜生物反應技術的優勢是巨大的。相比于傳統的活性污泥法，膜生物反應技術的污水凈化效果更好。在污水處理方面，膜生物反應技術能很好地將污水中的水和有機污染物分離開來，效率比較高，效果也比較好。而且在污水的處理過程中，膜生物反應技術能夠很好地處理污泥沉降的問題，膜生物反應技術下的污泥產出量只有傳統的活性污泥法的30%，能夠很好地彌補傳統的活性污泥法在污泥排除方面的不足，經過膜生物反應技術凈化的水的水質會更好，渾濁度大大降低，幾乎接近于零，能非常有效的推動污水資源化利用，為節省水資源方面做出巨大貢獻。此外膜生物反應技術利用高效分隔膜技術，能夠將水和微生物分離，使對污水凈化過程的操作更加靈活穩定。膜生物反應技術采用的技術更加的高超，取代了傳統活性污泥法的三級處理方式，采用的是多合一的污水處理系統，能夠很好地減小規模，節省土地方面的投資。而且膜生物反應技術的操作難度較低，設備壽命比較長，維護成本較低，再加上其卓越的水資源凈化效果，所以膜生物反應技術非常適合大面積推廣使用。

2.2 膜生物反應技術的弊端

雖然膜生物反應技術的優勢明顯，但是膜生物反應技術作為一項新興的污水處理技術，在推廣方面還是有一定的難度。雖然說大部分的污水處理企業已經在積極地學習膜生物反應技術的相關知識，也在引進膜生物反應技術方面做了充足的努力，但是很多污水處理企業仍然難以發揮膜生物反應技術的最佳效果。而且膜生物反應技術由于其中運用了生物技術，所以在污水處理的過程中，也要注意污水處理系統中微生物的生活條件，而這一點對于企業來說還是相對比較困難的，微生物在最佳生存條件下能有最大的活性，這樣的污水處理效果最好，但是如果難以保證微生物生存的最佳環境的話，就會造成污水處理效果大打折扣。此外在污水處理過程中，分隔水和微生物的生物膜由于比較細密，極易吸附一些微小的顆粒和其他的一些元素，如果吸附到了微生物所不能分解的物質，那么就會造成生物膜的污染，極大地降低生物膜的使用壽命，而使用壽命的降低就意味著需要頻頻更換，在這個過程中會大大增加維護成本。在污水凈化的過程中，生物膜的污染是必然的，所以技術研究人員需要加大對生物膜的研發力度，讓生物膜在受到污染的情況下，仍然能發揮其凈化效果，從而增加使用壽命，降低維護成本。

3 環境工程污水處理中膜生物反應技術的運用

3.1 運用膜生物反應技術處理工業廢水

工業發展的用水量是比較大的，所以工業生產過程中產出的工業廢水也比較多。而且因為工業活動自身的特性，工業廢水的污染程度相對較深，對環境的污染較大，對人體的危害也比較大。工業廢水之中的成分較為復雜，所以其凈化難度也相對來說比較大。但是工業的生產一般都是比較集聚的，一個工業區一般就只會生產一種，或者成分相差不大的幾種產品，例如在生產電瓶車所用電瓶的工業區就基本只會生產電瓶類的產品。所以在工業廢水處理的過程中，要充分考慮到所在工業區的情況，在根據膜生物反應技術構建系統的時候，要注意其中微生物的選擇，對微生物的選擇要切合工業區的實際，這樣才能達到最佳的污水處理效果。另外一方面，在選擇適合的微生物時也要充分考慮到微生物生存的環境，例如在選擇微生物的時候要結合所排廢水的水溫和當地氣溫選擇合適的微生物，還要考慮到廢水酸堿度的問題，有的微生物在酸性環境下能保持最高的活性，有的在堿性環境下保持最高的活性，這些問題都要按照實際情況來進行詳細的分析，以達到最佳的污水凈化效果為目標，根據膜生物反應技術來構建一個科學有效的污水處理系統。

3.2 運用膜生物反應技術處理生活廢水

生活廢水相比于工業廢水來說，成分會簡單不少，日常生活用水對于環境的破壞相對來說比較小。但是對環境的傷害小不代表就可以任意地排放，對生活廢水的處理也是非常有必要的。在人們的日常生活中，洗衣服用到的洗衣粉、洗衣液，洗澡用到的肥皂、沐浴露，刷牙用到的牙膏等，這些日常用品中所含的成分進入水中，產生的水就是廢水。生活用水的凈化相對來說比較簡單，因為成分比較簡單，在采用膜生物反應技術的時候，可以采用上文中提到的連續循環曝氣系統(CCAS)，CCAS能夠很好地凈化水中的洗滌劑，從而達到凈化水的效果。對于城市生活污水來說，污水處理公司可以很好地解決城市生活污水問題，相對來說，農村的污水處理會比較麻煩一點，因為沒有很專業的排水設施，導致農村生活污水難以進行集中處理，而且要在農村修建集中排水設施是比較困難的，基于膜生物反應技術而研發的小型凈水器是可行的，當然這只是一個思路，所以具體如何利用膜生物反應技術進行農村生活廢水處理，是相關技術研究人員研究的重點[2]。

4 結語

雖然現在全球經濟發展迅速，人們的生活水平得到了很大的提高，但是水資源的短缺依然是既定存在的事實，污水的不恰當處理會污染環境，會造成水污染，從而進一步地惡化水資源短缺的現狀。膜生物反應技術作為污水處理的一種科學有效的方式，是應該被所有國家都重視起來的。通過利用膜生物反應技術來構建污水處理系統，讓污水的處理更加科學有效，從而促進污水資源化利用，讓水資源的利用更加科學有效。