MBR技术在垃圾渗滤液处理中的应用

MBR技术在垃圾渗滤液处理中的应用

冯丽团

（佛山市弘峻水处理设备有限公司，广东佛山  528000）

摘要：垃圾渗滤液是固体废弃物填埋过程中产生的高浓度有机废水，其处理效果对环境保护和资源利用至关重要。MBR技术结合了生物反应和膜分离技术，以其高效的固液分离能力和优良的处理效果，在废水处理领域得到广泛应用。本文旨在探讨膜生物反应器（MBR）技术在垃圾渗滤液处理中的应用，揭示了MBR技术在提高垃圾渗滤液处理效率、改善水质、减少对环境的影响等方面的重要作用，为进一步提高处理质量和效率提供技术支持。

关键词：MBR技术；垃圾渗滤液；处理；应用

膜生物反应器（MBR）技术是一种先进的废水处理技术，结合了生物反应和膜分离技术，将传统的污水处理工艺中的沉淀池或沉淀池和过滤装置替换为膜分离装置，通常是微孔滤膜或超滤膜，利用这些微孔膜或超滤膜作为固液分离装置，将生物反应器和膜分离装置集成在一起，实现废水的处理和固液分离。MBR技术在垃圾渗滤液处理中的有效应用，不仅提高了水质净化效率，还能降低对环境的负面影响，推动废水资源化利用，为垃圾渗滤液处理领域的可持续发展提供了科学手段。

一、优化微生物群落

通过基因组学研究，分析渗滤液中的有机物种类和浓度，识别最适宜降解这些有机物的微生物菌株，选择具有高效降解特性的微生物菌株，可利用微生物筛选技术，利用培养室或设定特定条件的反应器，加速筛选出高效降解有机物的微生物，优化生物反应条件，包括调节温度、pH值、氧气供应等因素，创造更适宜微生物生长和降解有机物的环境，提供稳定的生长条件能够使优势微生物菌株充分发挥降解作用，加速有机物的降解速率。增强微生物菌群之间的协同作用，建立更稳定的微生物群落生态平衡，如添加特定的生物增强剂，益生菌或特定营养物质，促进有益微生物的繁殖，抑制或阻碍对处理过程不利的微生物的生长，优化微生物群落结构，提高废水处理效率。

二、应用新型膜材料

引入纳米材料制备膜，如纳米氧化物、纳米炭黑等，增强膜的抗污染性能，这些纳米材料可以提高膜的亲水性、疏水性或增加其表面能，减少污染物在膜表面的附着，降低污染物对膜的影响，延长膜的使用寿命。探索使用多孔性膜材料，如疏水多孔膜、中空纤维膜等，提高膜的通透性和截留效果，这些膜材料具有更大的通透性和更高的截留率，可有效阻止微生物和固体颗粒的通过，使废水净化后的水更清澈，同时提高膜的抗污染能力[1]。开发具有特殊功能的功能化膜材料，如分子筛膜、分离层改性膜等，实现对特定污染物的选择性分离，这些膜材料具有特定的表面功能基团，可以选择性地吸附、截留特定分子尺寸或化学性质的污染物，提高废水处理的精确度。

三、催化剂辅助降解

引入纳米级催化剂作为辅助，如纳米金属氧化物（如二氧化钛、氧化铁等）或负载型纳米材料，这些纳米催化剂具有较高的比表面积和活性位点，能够提高有机物降解的速率，在MBR系统中添加适量的纳米催化剂，促进有机物的氧化降解反应，加速废水的处理速度。运用光催化技术，结合UV光源和催化剂，如纳米二氧化钛，增强有机物的氧化降解过程，UV光源激发催化剂表面的光生电子，使其具有更强的氧化能力，能够更有效地降解有机物，提高处理效率[2]。设计并使用具有多功能性的催化剂，如金属有机骨架材料（MOFs）等，MOFs具有高度可调性，可以调整其化学性质，为废水中特定有机物的选择性氧化提供便利，使其在MBR系统中实现更为精确和高效的有机物降解。

四、能源回收与再利用

MBR系统中产生的污泥可以通过厌氧消化或气化过程产生沼气。这种沼气富含甲烷，可作为可再生能源用于燃烧发电或供暖，同时减少对外部能源的依赖，实现能源回收。在MBR系统运行过程中，常有部分能量以热能的形式散失，如水温、泵送过程中的能量等，利用换热设备，回收并再利用这些余热，如加热进入系统的渗滤液或提供设备所需的热能，减少能源的浪费[3]。利用废水中的有机物或污泥进行生物质能源或生物燃料的生产，将污泥或废水中有机物转化为生物质能源，如生物柴油、乙醇等，提高有机物的资源化利用程度，实现废物再利用。

五、智能化监测与控制

引入传感器技术对废水处理过程进行实时监测，包括水质监测、流量监测等，通过传感器获取的数据经过处理和分析，形成废水处理过程的实时运行数据，如有机物浓度、氮磷含量等，为系统的智能化管理提供数据支持。结合现代信息技术和自动化控制技术，建立智能化的控制系统，利用先进的控制算法和模型预测技术，根据实时监测数据调节废水处理过程中的操作参数，如通气量、搅拌速度等，实现对系统运行状态的智能化调控[4]。建立远程监控平台，实现对废水处理系统的远程监控，利用云计算、大数据等技术，实现对多个处理装置的集中监控，同时，结合智能算法，对系统运行异常或潜在故障进行预警和诊断，及时采取措施进行调整或修复，保障系统稳定运行。

六、磁性材料分离技术

利用磁性材料，如磁性纳米颗粒，标记处理系统中的微生物，在MBR系统中，将磁性颗粒与特定菌株结合，使其在磁场的作用下集中分离，以便更有效地分离和回收有用微生物。在MBR系统中引入磁性颗粒，使其与悬浮的固体颗粒发生磁性作用，通过外加磁场实现固体颗粒的快速分离和集中，能够有效减少或防止固体颗粒堵塞膜孔，降低膜的污染程度，延长膜的使用寿命

[5]。利用磁性材料进行污泥回收，提高污泥回收的效率，在MBR系统中加入磁性颗粒，使其与污泥发生磁性作用，借助磁场实现对污泥的快速分离和回收，减少废水中的固体颗粒含量，提高水质。

七、空气气浮技术

引入气浮池作为MBR系统的预处理单元，将废水注入气浮池。通过在气浮池中注入空气或气体，产生微小气泡，这些气泡可以附着在悬浮颗粒表面形成气浮团聚物，使悬浮颗粒迅速浮升到液面并聚集在液面上形成浮渣[6]。利用气浮池产生的气泡将悬浮物和微生物，迅速浮升至水面形成浮渣，再通过气浮池内的刮泥装置或泡沫刮除器等设备，将浮渣从水面上刮除，进行固液分离，借助气浮池预处理，将部分悬浮物和污泥在池内去除，减少废水进入MBR系统时对膜的污染和损害，能够在废水处理过程中预先去除一部分固体颗粒、悬浮物和微生物，减少废水对膜的污染和损伤，提高膜组件的稳定性和使用寿命，改善废水的处理效果和水质净化程度。

结束语：

MBR技术作为一种高效、可靠的废水处理技术，在垃圾渗滤液处理中展现出巨大潜力，不仅提高了废水处理的效率和水质净化程度，还减少了对环境的负面影响。然而，在实际应用中，MBR技术仍需不断优化工艺，适应不同的垃圾渗滤液特性，从而更好地发挥MBR技术在垃圾渗滤液处理中的作用，为环境保护和资源利用贡献更多价值。

参考文献：

[1]钟招煌,李新冬,李海柯,等.MBR技术在垃圾渗滤液处理中的应用[J].人民珠江,2022,43(3):45-53,76.

[2]丁西明,闵海华,高波,等.垃圾渗滤液处理节能增效技术措施探讨[J].工业水处理,2023,43(8):193-197.

[3]郭桂桢.MBR+NF+RO组合工艺处理生活垃圾渗滤液研究[J].资源节约与环保,2021(6):94-95.

[4]刘飞.垃圾渗滤液处理技术应用实例[J].节能与环保,2021(4):102-103.

[5]谢锦灯，李晨冉.垃圾渗滤液MBR+NF浓缩液全量处理技术应用研究[J].能源与环境,2020(4):74-76.

[6]岑岳文.MBR技术在城市生活垃圾渗滤液处理中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2012(20)：66-68.