膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

王佳伟

内蒙古科谱检测技术有限公司  内蒙古 赤峰市   024424

摘要：随着我国人口的不断增长，在工业化进程的不断加速下，废水排放量也在迅速增加，传统的污水处理方法可能难以满足高强度和高负荷的污水处理需求，因此需要更为高效和先进的技术。膜生物反应技术逐渐成为一种受欢迎的选择，膜能够有效地分离水中的固体颗粒、细菌和溶解物质，提高了处理效率，减少了废水排放。相比传统的活性污泥法等污水处理技术，膜生物反应技术具有更高的污染物去除效率、更小的占地面积、更稳定的运行和更少的污泥产生等优势，使其在实际应用中更为受欢迎。

关键词：膜生物反应技术；环境工程；污水处理；应用

引言

尽管膜生物反应技术在污水处理中展现出巨大的潜力，但其应用仍然受到一系列问题的制约。其中，膜污染与清洗、能源消耗与维护成本、技术规模化与应用限制等方面是当前亟待解决的重要问题。对这些问题的深入剖析，不仅可以为技术改进提供科学的指导，也将为推动膜生物反应技术在环境工程领域的广泛应用奠定基础。

1膜生物反应技术特点

（1）高效泥水分离：膜生物反应技术通过膜组件对生物反应器内的混合液进行过滤，使悬浮物和微生物截留在反应器内，实现泥水分离[1]。由于膜的过滤作用，出水水质得到显著提高，可直接回用或排放。（2）污染物去除效率高：MBR技术能够有效去除水中的悬浮物、胶体、有机物和微生物等污染物，去除效率高于传统活性污泥法。这使得MBR技术在污水处理领域具有更广泛的应用前景。（3）膜材料和制备技术的发展：随着膜材料和制备技术的发展，新型膜生物反应器在污水处理领域的应用越来越广泛。膜材料的种类和性能不断提高，为MBR技术的应用提供了更多选择。（4）操作简单、设备运行稳定：膜生物反应技术具有操作简单、设备运行稳定的优势。通过合理的工艺参数选择和优化，可以有效解决膜污染问题，实现长期稳定运行。（5）适用范围广泛：膜生物反应技术适用于各种行业和领域的污水处理，可以处理各种类型的污水，如工业废水、生活污水等。

2膜生物反应技术在环境工程污水处理中存在的问题

膜生物反应技术作为一种新型的污水处理技术，在环境工程领域得到了广泛的应用。它结合了膜分离技术和生物处理技术，通过膜组件的过滤作用实现泥水分离，提高污水处理的出水水质。然而，尽管MBR技术具有许多优势，但在实际应用过程中仍存在一些问题。首先，膜材料的耐久性和抗污染性能是MBR技术应用中的一个重要问题。膜材料需要具有良好的化学稳定性和机械强度，以承受污水处理过程中的各种化学性和物理性冲击。此外，膜材料应具有较高的抗污染性能，能够有效抵抗生物膜的生长和有机物的沉积，以保持膜通量的稳定。目前，虽然已经研发出一些具有良好性能的膜材料，但仍然存在膜材料成本较高、膜寿命有限等问题。其次，膜生物反应器中的生物膜生长和脱落是一个复杂的过程，对污水处理效果和膜通量稳定性有很大影响。生物膜的生长会导致膜通量的下降，而生物膜的脱落可能会引起出水水质的恶化。因此，控制生物膜的生长和脱落是MBR技术应用中的一个挑战。目前，研究者们正在探索合理的生物膜控制策略，以提高MBR技术的稳定性和可靠性。

3膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

3.1膜生物反应技术在资源回收中的应用

膜生物反应技术在资源回收中展现了巨大潜力，对于可持续发展和环境保护起到至关重要的作用。应用膜生物反应系统处理污水中对水体生态系统和公共健康构成潜在风险的微量元素，并将微量元素收集利用，可以实现资源回收。在传统的废水处理方法中，微量元素的去除极为困难。然而，膜生物反应器内的微生物群体拥有高度的降解能力，能够有效降解这些微量元素，将废水转化为更为清洁和环保的状态。膜生物反应技术的应用，能够降低水体中微量元素的浓度，减少其对环境和生态系统的不利影响，为保护自然生态系统、维护水生生物多样性和促进渔业和水产业的可持续发展奠定基础。同时，膜生物反应技术可将废水中的微量元素收集起来，加工成化肥用于农业生产。氮和磷是农业和工业生产中的关键但有限的养分，通过应用膜生物反应技术，氮和磷可以得到有效回收，并供应给肥料生产和农业使用，为农业的可持续性发展和生态平衡提供重要资源。

3.2处理工业污水

工业污水通常包含各种复杂的有机和无机物质，以及悬浮物、油脂等。在进入MBR系统之前，通常需要进行预处理，如沉砂、过滤、调整pH等，以确保废水中的颗粒物不会损坏膜[2]。工业污水中的有机物质通过MBR系统中的生物反应器，被微生物降解为较为稳定的物质。MBR系统提供了理想的生物处理环境，能够适应不同种类和浓度的废水。MBR系统使用微孔膜或超滤膜进行固液分离，阻止微生物和固体颗粒通过，确保水质出水的稳定性。这对于处理工业污水中可能存在的颗粒物、胶体等是至关重要的。MBR技术能够高效去除工业污水中的各种有机物、重金属、氮、磷等污染物，提供更为全面的污水处理效果。由于膜的物理障碍作用，MBR系统产生的出水水质相对稳定，有利于满足环保标准，这对于处理工业污水，尤其是对出水水质要求较高的场景非常重要。MBR技术适用于处理高强度和高负荷的工业废水，对于不同种类和浓度的废水都表现出较强的适应性。由于MBR系统的固液分离效果较好，减少了传统活性污泥法中产生的废水污泥量，降低了废物处理的负担。MBR系统处理后的水质较为清洁，可用于工业用水再利用，有助于降低对自然水资源的依赖。MBR系统通常配备了先进的监测和自动化控制系统，能够实时监测水质参数和系统运行状况，以便进行及时调整和优化。

3.3处理医院污水

膜生物反应技术在处理医院污水方面发挥了重要作用，因为医院污水通常含有各种有机物、微生物和可能的药物残留，对环境和公共卫生构成潜在风险。MBR系统使用微孔膜或超滤膜进行固液分离，有效地截留医院污水中的微生物、悬浮物、胶体等固体颗粒，保证水质清洁。MBR系统中的生物反应器通过微生物降解医院污水中的有机物质，将其转化为较为稳定的物质，降低了有机物的含量。MBR系统有效地去除医院污水中的细菌、病毒等微生物，提高了水质的卫生安全水平。医院污水中可能存在的药物残留成为一项重要的治理难题，MBR系统通过生物处理和膜分离，能够一定程度上降低医药废水中的药物残留。MBR技术对于医院污水中的复杂成分具有较强的适应性，能够应对不同种类的有机物和微生物。由于膜的物理障碍作用，MBR系统产生的出水水质相对稳定，有助于满足环保标准和排放要求。MBR系统配备了高度可控的自动化系统，能够实时监测水质参数，以便及时调整系统运行，确保处理效果。MBR系统由于固液分离效果好，减少了医院废水处理过程中产生的废水污泥量，减轻了废物处理的负担。

结语

膜生物反应技术在环境工程中担任重要的职责，在污水处理方面具有卓越的表现。尽管面对一些挑战，但其出色的水质净化效率、对资源和空间的有效利用以及卓越的污染控制潜力，使其成为环境工程领域不可或缺的工具。未来，随着技术的不断创新和应用领域的不断扩展，膜生物反应技术将继续对环境保护和水资源管理产生积极的影响，为可持续发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]蒋天申,刘新颖,赵珮屹,等.负荷与混合方式对厌氧膜生物反应器中甲烷气-液分配特征的影响[J].环境工程学报,2023,17(7):2402-2411.

[2]王颖楠,郁金星,刘克成,等.填料对膜生物反应器处理高氨氮废水的影响[J].水处理技术,2023,49(8):137-140.