環境工程污水處理中膜生物反應技術的運用

趙書芳

（蘇州市宏宇環境科技股份有限公司，江蘇 蘇州 215000）

膜生物反應器的運行原理是基于高效分離膜組件來實現相應的水體凈化功能，其不僅占地面積較小，而且出水質量非常高，操作簡單，且可以長期穩定地運行，因此，應用范圍比較廣。隨著膜生物反應技術的逐漸普及和推廣，使環境工程污水處理工作邁向新的階段，有關單位與技術人員也開始重視此技術的運用。

1 膜生物反應技術的基本原理

該技術主要是憑借分離膜組件的高效配合，以此構成生物單元。這是一種新型的污水處理方式，主要是由二沉池技術和生物處理技術演變而來的。相比于普通的污水處理技術而言，膜生物反應技術的處理效率更高、適應范圍更廣。其中，膜生物反應器是該技術的主要裝置，是把生物處理和膜分離技術有機結合起來，基于對這兩種技術的改進和整合，使膜生物反應技術的實際運用效果更佳。

由于膜生物反應技術是由膜分離技術迭代而來，并且，也融合了生物處理技術，做到了對多項技術的巧妙結合，這樣既可以切實提高污水的處理效率，同時還可以顯著提高污水的轉化率，從而獲得可供再次使用的水資源。在實際應用中，將膜生物反應技術和傳統的污水處理技術進行對比可知，該技術具有更強性能。基于對該技術的具體工藝分析，其主要包括了膜分離設備、曝氣設備、萃取反應器。在這些單元中，膜分離反應器的運用最為普遍，由于其具有生物特征，所以具備特殊的優點。在實際進行污水處理工作時，膜生物反應器也存在多種類型，可以為一體式，也可以是分離式，這主要是按照生物膜處于反應器的各個位置進行分類。

2 膜生物反應技術分析

2.1 優勢分析

膜生物反應技術在實際運用中主要具備以下優點：

（1）分離效率比較高。在運用膜生物反應器處理污水時，無需借助沉淀池與過濾單元，大幅減少了膜生物反應器所占用的空間，且在處理時也不會發生污泥沉降的現象，最大化地提高了系統的容積負荷，有效提高了膜生物反應器對于污水的處理效率及質量。

（2）可以將廢水與微生物分離開來。膜生物反應器可以把污水內的廢水與活性污泥進行初步清理，使廢水被隔離在膜內，讓廢水只在連接了出入水槽的膜腔之中流動，讓生物細菌無法通入膜中，會一直漂移在膜外，進而實現了將廢水和微生物分隔開來的目的，提升了污水處理的質量；

（3）系統傳輸氧氣的效率十分穩定。將膜生物反應技術運用在曝氣系統中，屬于一種新型的透氣型膜，此種膜的傳質阻力不高，而且還不容易受到外界環境因素的影響，進而充分保證了膜生物反應器中供氧系統的穩定性；

（4）污泥產率下降。使用膜生物反應器還可以相應提高生物反應性能，使反應池內混合液懸浮固體的濃度非常夠，可充分提升大分子的降解效率，讓污泥全部都阻隔在反應器之內，充分減少了懸浮物含量，進而減少了污泥的總占比。

就當前來看，膜生物反應技術相比于傳統的污水處理技術具有更突出的優勢，因此，該技術也具有進一步推廣與研究的價值。

2.2 劣勢分析

在運用膜生物反應技術時，“膜”具有一定使用壽命，而且其壽命高低會因污水濃度的影響而產生波動。若污水中的污染物質濃度較高，其使用年限就會相應降低，且通水量也會隨之下降，這對于環境工程的污水處理工作的正常開展是較為不利的。因此，怎樣有效提高“膜”的使用壽命，而且確保“膜”在被污染之后依舊可以保持合適的通水量，這是目前需要重點探討的課題。并且，在運用膜生物反應技術處理污水時，也會發生吸附的有害物質與混合顆粒物太多的問題。從而導致污水的處理效果不佳。

3 膜生物反應技術在環境工程污水處理中的應用種類

3.1 動態內循環技術

膜生物反應技術在實際運用時，對于反應器有著非常高的要求，所以，應對傳統的反應裝置加以改進。在實際應用中，要綜合環境工程污水處理的特征和實際需求來提升反應裝置的技術水平，并對其加以持續改進創新，進而形成動態化的內循環反應，以此減輕對人工的依賴程度，從而能充分實現多次膜生物反應。在運用膜生物反應技術時，可通過引進微網作為材料來大幅減少污水處理工作中耗費的成本，促使污水處理工作可以獲得有效的造價管控，以此提升相關企業的經濟利益[1]。

通過對動態內循環技術的運用，在污水處理過程中可有效實現對活性污泥的吸附，并對性能比較高的污泥加以多次過濾或是實行系統化的后續吸附處理，使所用的各種反應材料都能做到多次循環使用。目前，對動態內循環反應技術的具體運用狀況加以分析可知，一部分地區在開展環境工程污水處理工作時，依舊采用側向爆氣法來實現對該技術的運用，但這種方式極易引起錯流或是速度減慢等問題，會對最終的污水處理質量和效率造成嚴重影響。為此，在開展污水處理工作時，應清晰掌握污水處理的具體要求與有關技術的特征，通過增加豎向流動爆氣裝置的方式來合理地調低污水處理過程中的水體流動速度，防止因為反應速度太快而使反應器中發生斷流的問題，從而使動態內循環反應技術的優勢以及價值可以完全地發揮出來。

3.2 EGSB-MBR重組技術

膨脹顆粒污泥床（簡稱為EGSB）為第三代厭氧反應器，相比于上一代的反應器增設了出水回流系統，并在有機物滲透上強化了對反應器內部的融合效果，讓有機質和微生物之間的接觸更加均勻、緊密，增快了生化反應速率，進而使生物降解效率顯著提升。若將其和膜生物處理技術加以融合，會使二者的優劣勢得以充分互補。比如，膜生物反應技術在運用一定時間之后，就會因為吸附的雜質太多從而使通水量降低、水質變差，而膨脹顆粒污泥床反應器在用于處理氨氮類污染物與懸浮物時效果較差，運用EGSB-MBR重組技術則能實現這兩項技術優缺點的合理補足，進而提升了污水凈化的穩定程度[2]。

3.3 氣浮等膜生物反應組合技術

在通過工藝層面的融合之后，氣浮等膜生物反應組合技術能很好的減少污水內洗滌劑、膠體之類的污染物含量，可以把污水中無法降解的膠體和難溶性物質進行高效清除，以此降低下一環節生物處理的負擔，可有效發揮出延緩膜污染的作用。在實際應用中，膜生物反應技術的使用范圍較廣，不僅可以獨立解決各項工作，還可以和其他技術結合起來使用，從而更好地滿足了不同污水處理工作的具體需求[3]。

4 膜生物反應技術在環境工程污水處理中的應用范圍

4.1 工業廢水處理

在工業領域的日常生產制造加工過程中，往往需要耗費較大的水量，因此，所形成和排放的廢水量也十分巨大。并且，由于工業行業自身的特殊性質，排放的廢水的污染程度普遍較高，會給自然環境帶來較為嚴重的危害，這非常不利于人類與各種動植物的健康發展。

由于工業廢水的成分比較復雜，所以在對其進行凈化時也具有較高的難度。不過，工業生產大多是屬于集聚型的，在一片工業區內通常只會進行同一類生產或是成分差別較小的產品，比如，在制造電瓶車需要的電瓶生產工業區，往往只會制造與電瓶相關的產品。因此，在對工業廢水進行處理時，首先要對所處工業區的具體狀況進行全面了解，且再利用膜生物反應技術構造污水處理系統時，應注意對微生物的合理選取，必須要符合工業區內廢水的實際處理需求，這樣才可以取得最優的污水處理效果。同時，在選取微生物時，也要仔細分析微生物的生存環境，應綜合所排出廢水的溫度以及環境氣溫選擇與此溫度條件相適宜、可正常存活的微生物，還要充分考慮廢水酸堿度的情況，使一部分微生物在酸性條件下可以達到最高活性，而另一部分則只能在現行環境下具有最高活性。以上問題都應根據具體狀況來加以全面分析，以取得最優的污水凈化效果為主要目的，通過利用膜生物反應技術來創建一個合理、有效的污水處理系統[4]。

4.2 生活廢水處理

對于膜生物反應技術來說，其不僅在工業廢水處理方面可以發揮出良好的效果，也可以在生活廢水的處理中取得良好效果。利用膜生物反應技術進行生活廢水的凈化處理時，該技術最為突出的優點在于處理效果較佳，且操作起來十分簡單便捷。不過，該技術也有一些缺陷存在，比如，技術性太強、需要投入過多的初始資金等，所以，并不常用此技術來處理生活廢水，以免面臨嚴重的經濟負擔。不過，隨著最近幾年國內經濟水平的提升、科技實力的增強，使原來的膜生物反應技術存在的缺陷問題均已獲得合理解決，而且，該技術的應用成本也慢慢下降。另外，該技術對于提升水資源的使用效率也獲得了一定效果，所以，在處理生活廢水中的優勢也愈發明顯，進而可以對生活用水實行科學、有效的處理，既更好保障了生態環境不被破壞，還可以有效減少水資源的使用量，進一步實現了對水資源循環再利用的目標。

4.3 醫院污水處理

在實際應用中，由于醫院污水具有比較突出的毒性和有害性，所以，必須要使用膜生物反應技術對其進行消毒和處理，從而提高污水的凈化效果，使水體的毒性降低。在進行醫院廢水處理時，可選取主體性工藝，確保水流停留時長在5 h左右，且出水氨氮的濃度和出水COD應當分別控制在4 mg/L和50 mg/ L，這樣不僅能夠有效提升出水的水質質量，同時操作起來也十分便捷，進而使實際的污水凈化取得了良好效果。

5 膜污染的防治措施

5.1 改善膜性能

在運用膜生物反應技術時，隨著時間的推移，膜上會吸附越來越多的污染物，若不對其進行定期清理，膜便會受到污染，從而會影響污水的處理效果。因此，在進行污水凈化時，必須要選取適宜的膜，不僅要具有比較高的孔隙度、良好的親水性，同時還需要具有合適的孔徑。在實踐中，相關技術人員應對膜生物反應技術進行持續改進，優化膜的親水性，以防止因為污水處理而引發其他類型的污染[5]。

5.2 改善污泥特性

在實際污水處理中，可采取預處理模式對污泥特性加以改進，從而避免膜受到污染。在此過程中，可以把PAC顆粒添加到污泥內，以此來改良活性污泥的過濾性能，降低濾餅層的總體厚度，從而減小膜過濾時承受的阻力。

5.3 優化膜分離的操作條件

在對膜污染現象進行監測時，必須要充分改進膜分離的操作步驟。在此環節，運用終端實行過濾會引起膜污染問題，所以，可采取錯流過濾方式。根據相關專業人士的研究分析，基于末端過濾、反沖洗以及錯流過濾各自的優勢特點，可以構建出結合末端過濾、反沖洗和溢流過濾的一種集成系統。通過實際運用與實驗分析得知，此集成系統具有非常高的運行效率，而且使用效果較佳、經濟性也更強。

6 結語

當前，全球范圍內普遍面臨著水資源短缺的問題，隨著科技水平的日益提高，人們逐漸形成了完善的環保理念，環保意識也在慢慢增強，在此背景下，膜生物反應技術作為凈化污水最為有效的技術之一受到了高度的重視，因此，不論是普通民眾，還是科研領域都逐漸對此技術投入了更多的關注。不過，膜生物反應技術也存在一些缺陷，所以，相關人員以及企業在運用該技術時，不僅要對此項技術的優勢進行肯定，同時也應當善于發現此技術中存在的不足之處。在實際應用中，要進行深度研究和創新，對發現的各項缺陷予以有效改進，從而促進該項技術的持續發展，如此才能使膜生物反應技術的作用可以得到充分發揮，并取得理想的污水處理效果。展望未來，隨著國內在科學領域對各項材料的深入研究，會有各種新式的防腐蝕、防污染的膜材料逐漸出現，從而彌補該項技術的不足之處。