膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用徐利健

膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用徐利健

徐利健

浙江省嘉兴市联合污水处理有限公司浙江省嘉兴市314000

【摘要】膜生物反应器是利用高效分离膜组件取代二沉池与生物处理中的生物单元组合形成一套有机整体的水净化再生技术，其具有占地面积少、出水水质好、运行稳定、操作简单、易于自动控制等优点。因此，加强膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用显得十分重要。

【关键词】膜生物反应技术；环境工程污水处理；应用

引言

近年来，随着经济的发展，环境的恶化，对净水技术的要求越来越高，寻找高效、经济、可持续的污水处理方法已经迫在眉睫。膜生物反应器处理效率高、占地面积小，于20世纪90年代被国内研究者们关注，研究发展至今已经成功应用于实际生产。但是膜生物反应器的广泛应用仍受其脱氮效果不理想、膜污染严重和运行成本高等因素限制。与此同时，生物膜法具有运行稳定、抗冲击负荷能力强、剩余污泥少、无污泥膨胀、还有一定的硝化反硝化功能等优点，因此在生活污水和某些工业废水的处理中得到了广泛的应用。

一、膜生物反应技术的构成

1、膜生物反应技术

膜生物反应技术是将活性污泥法与膜分离技术有机结合的一种高效净水工艺，能在维持较高的污泥浓度条件下，实现SRT与HRT的分离。除此之外，还具有产泥量少、无污泥膨胀、占地面积小、操作管理方便等优点。目前，膜生物反应技术在国内已经广泛应用于化工、电子、轻工、纺织、冶金、食品、石油化工等领域的废水处理。

2、生物膜法

生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜法主要有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等工艺形式，目前已经广泛地应用于各个领域的废水处理中。

3、膜生物反应技术

膜生物反应技术是在传统膜生物反应技术中投加填料作为微生物附着生长的载体，悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜共同承担去除污水中有机污染物的作用。该工艺对污染物的去除主要是靠微生物完成，膜组件的作用是截留悬浮微生物和大分子有机物，实现HRT与SRT的分离。废水中污染物的去除有3种途径：活性污泥对污染物的分解与利用；生物膜对污染物的降解与循环；膜组件对大分子污染物的截留作用。膜生物反应技术在国内外研究时间较短，仍停留在实验阶段，很多方面还有待进一步研究。

二、膜生物反应技术工艺的优势和劣势分析

1、膜生物反应技术工艺的优势

（1）分离效率高

因为膜生物反应器该处理手段不需要沉淀池和过滤单元，所以占用的空间较小，同时不存在污泥沉降性的问题。该系统中因为MLSS的浓度较高，所以使得系统的容积负荷大大的提升，同时系统的抗复合能力也非常强，使得该工艺能够

有效地处理有机废水。

（2）活性污泥的浓度高

膜生物反应器能够最大程度的将生物的反应能力提高，其中反应池当中的MLSS的浓度能够达到10000MG/L，这能够有效地去除高浓度的有机废水，提高出水的水质，降低悬浮物的含量，减少污泥地的体积，大大的提高了大分子的降解率。

（3）实现废水与微生物的分离

在该反应器当中，它将废水和活性污泥分离开来，使得废水在膜腔的内部流动，将出水槽和进水槽二者相连，但是生物细菌会在膜外流动，使得废水同微生物二者分离开来，这样能够达到理想的处理效果。

（4）有利于生物反应器内硝化细菌的滞留生长

在该工艺当中，生物膜能够阻止硝化细菌的流失，保持该反应器内的硝化细菌一直处于较高的浓度，从而能够提高硝化的效率。

（5）可提高系统的传氧效率

膜生物反应的曝气系统采用了一种全新的透气性膜，该膜有着传质阻力小，能够在高压下运行，不会受到停留时间和气泡大小等因素的影响，使得整个供氧系统更加的稳定。因此，膜生物反应器对于氧的高效利用和间歇性的运作方式，减少了曝气设备的运行压力。

（6）污泥产率低

从理论上来看，膜生物反应器的最大优势就是能够将污泥完全的堵截在生物反应器的内部，从而在结构上实现不排泥的操作，做到污泥的零排放。但是在实际的工作当中，污泥产生的负荷非常的低，这是因为反应器内部的营养物质较少，微生物处于内源呼吸区，这就造成了剩余污泥的产生量非常的小，污泥的产率较低。

2、膜生物反应技术的劣势

（1）膜生物反应技术在和传统的污水处理工艺处理相同等级的污染水质时，会出现比传统工艺吸附了更多的有害元素及混合颗粒物更多的状况。

（2）膜生物反应技术中的“膜”在使用一段时间后，则容易受到一些污染，导致通水量减少。对此，如何延长“膜”的使用时间，确保膜受到污染后保持通水量不变，仍然是一个尚未解决的技术难关。最近，荷兰环境工程的污水处理人员已经试验借助于0.25~0.75mm的“格栅”，改进污染水的预处理，可以先去掉30～60%的混合性的悬浮颗粒，即先行净化污水的原水成分，从而提升了后续处理工艺的处理效果，能够有效提升膜的使用期限。

三、环境工程污水处理中常用的几种膜生物反应技术

1、EGSB-MBR组合技术

EGSB-MBR技术将EGSB和MBR两种技术的优点组合在一起。EGSB反应器能够处理有机的废水，效率高，能够基本去除废水中的COD，但是对于一些悬浮物、氮、氨等去除效果有限，然而将膜生物反应器作为后续处理能够弥补EGSB的缺点。

2、气浮/曝气生物滤池/膜生物反应器组合技术

通过组合工艺，能够将水中的洗涤剂、胶体等一些列污染物的含量大大降低，为之后的处理减轻负荷，特别是对于膜污染物的延缓有着非常的效果。

3、内循环动态生物反应技术

动态膜生物反应器，主要使用廉价的微网材料做膜基底，利用活性污泥的过滤特性对污染物进行过滤处理。当前，通常采用侧向曝气形式的动态膜生物处理，为了防止该类反应器出现错流速度过小、反应器内短流现象，相关人员采取将外筒曝气的竖向流动的膜生物反应器，该反应器取得了良好的处理效果。

四、膜生物反应器的应用前景

膜生物反应器能够对高层建筑的废水进行回收利用，能够处理土地填埋场的废水，能够处理高浓度的有机废水。但是膜生物反应处理技术的工艺投资费用较高，在我国得到普遍化使用还是有着一定的困难。就当前而言，随着全球的水资源日益紧张，人们的环保意识日渐增强，所以终有一天膜生物反应技术将会在我国被广泛应用；膜生物反应技术在对膜污染的放置过程、污泥产生量上都有着很大的优势，同时该项技术能够节约能源、成本低，所以具有着大规模生产的潜力；膜生物反应器的一大优势是克服了对污泥沉降性能的依赖，并且能够取代二沉池，而且还能够达到除菌的效果；因为膜生物反应器能够提供优质的水，占地面积较小等优点，所以膜生物反应器在污水处理和废水回收等工作上的作用越来越大，具有着非常广阔的前景；在处理环境污水的过程当中虽然污泥的高浓度能够有效地较少膜生物反应器的占地面积，但是如果污泥的浓度过高也会对设备的运行产生不必要的影响，所以在运行的过程当中，应当注意控制污泥的浓度。

结语

总之，随着我国材料科学研究的不断发展，膜生物反应器的理论也会一步步的走向成熟，新型的抗腐蚀、耐污染的膜材料必然会出现，而膜生物反应技术的应用也必然朝着处理力更大、耐污染力更强的方向发展。

参考文献

[1]李辉.环境工程污水处理中的膜生物反应技术应用与探讨[J].建筑工程技术与设计，2014（12）：45-47.

[2]黄常亮.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用[J].华东科技：学术版，2015（8）：7-9.