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

赵桐12史陈浩12

1天津泰达水业有限公司    天津市    300457

2天津泰达津联自来水有限公司   天津市   300457

摘要：随着经济的快速发展和工业化的进程，污水处理成为环境保护的重要议题。传统的污水处理方法在处理效率、成本和环保方面存在局限性。膜生物反应技术作为一种创新技术，提供了更高效、更环保的解决方案。该技术通过生物降解和膜过滤的结合，提高了污染物的去除效率，同时减少了对环境的影响。在环境工程中，MBR技术已成为研究和应用的热点，特别是在城市和工业污水处理方面。

关键词：膜生物反应技术；环境工程；污水处理

引言

膜生物反应技术在污水处理方面具有显著优势，特别是在提升处理效率和保障水环境方面。该技术结合了生物处理和膜分离，有效去除污水中的有害细菌、寄生虫和重金属，从而减少对自然水体的污染。MBR技术不仅提高了污水处理效果，还降低了成本，实现了节能环保的目标。此外，该技术适用于各种类型的废水，无论是生活废水还是工业污水。

1.膜生物反应技术的概述

1.1膜生物反应技术的概念

膜生物反应技术作为一种先进的污水处理技术，将膜分离技术与生物处理技术相结合，实现了对污水的有效处理。MBR技术通过高效分离膜组件和生物单元的结合，不仅提高了固液分离的效率，还增强了污染物去除的能力。在污水处理领域，MBR技术因其能够提升出水水质、降低剩余污泥产量、具备较强的适应性、设备紧凑和占地面积小等优势，而被广泛应用。

1.2膜生物反应技术类型

（1）曝气生物滤池

曝气生物滤池是一种结合了生物滤池和曝气技术的污水处理工艺。在膜生物反应器中，曝气生物滤池能够提供微生物生长所需的氧气，同时通过气浮工艺去除水体中的悬浮污染物，从而有效降低水体内部的污染物总量。这种组合工艺不仅提高了污水处理效率，还减少了能源消耗，是一种高效、环保的污水处理方法。通过曝气生物滤池的辅助，膜生物反应器能够更好地实现污染物去除和水质提升的目标[1]。

（2）动态内循环反应

在动态反应器采用微网材料作为生物膜材质，这种材料具有比表面积大、孔隙率高、机械强度高等特点，能够为微生物提供良好的生长环境。通过内循环动态反应，动态反应器可以实现活性污泥的连续处理，提高污水处理效率。同时，微网材料的使用降低了工程造价成本，使得动态反应器在污水处理领域具有较高的经济性。

（3）组合优化技术

在污水处理领域，组合优化技术将膜生物反应器与厌氧消化技术相结合，可以发挥各自技术的优势，实现更高效、经济的水处理效果。MBR技术具有高效的固液分离和污染物去除能力，而EGSB技术则能够实现有机废水的厌氧处理，降低后续处理负荷。通过联合应用这两种技术，可以充分发挥MBR在好氧生物处理方面的优势，以及EGSB在厌氧消化方面的优势，从而实现对不同类型污染物的有效处理[2]。

2.膜生物反应技术的优势及不足

2.1膜生物反应技术的优势

膜生物反应技术是一种先进的污水处理技术，相较于传统的污水处理技术，它具有明显的优势。首先，MBR技术可以显著减少污水处理设施的占地面积，因为它可以在一个封闭的系统中进行高效的固液分离，从而节省空间。其次，MBR技术的水量适应性较强，可以处理不同水量的污水，适应性强。此外，MBR技术可以有效控制污泥体积的膨胀，避免传统污水处理技术中常见的污泥处理问题。最后，MBR技术能够提供较高的溶解氧含量，有利于微生物的生长和活性，提高污水处理效果。

2.2膜生物反应技术劣势

膜生物反应技术在污水处理领域取得了显著成效，但也存在一些问题。首先，膜污染是MBR技术面临的主要挑战之一。膜表面会逐渐被悬浮物、微生物等污染物附着，导致膜通量下降，影响处理效果。其次，MBR技术运行成本较高，主要是膜更换和清洗的费用。最后，MBR技术对进水水质要求较高，难以处理高浓度的有机物和悬浮物。

3.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用实践

3.1处理生活污水

在MBR系统处理生活污水之前，通常需要进行一系列的预处理步骤，比如使用格栅来捕捉大块的固体废物，以及沉砂池来沉淀砂粒等，以减少对后续MBR处理单元的负荷。进入MBR系统的生活污水中的有机物质会在活性污泥中得到微生物的分解，转化为较为稳定的化合物。MBR系统中的生物反应器为微生物提供了良好的生长环境，使得它们能够高效地进行好氧和厌氧代谢。MBR系统利用微孔膜或超滤膜来分离固液，有效地阻止了悬浮颗粒、微生物和其他固体物质进入后续处理流程，从而确保了出水水质的稳定和洁净。由于膜的物理阻隔作用，MBR系统出水的水质较为一致，符合环保要求，这对于生活污水处理至关重要，因为出水需要满足特定的卫生和环保标准，以便进行再利用或安全排放[3]。

3.2处理工业污水

在MBR系统处理工业污水之前，通常需要进行一系列预处理步骤，比如沉砂、过滤、调整pH值等，以防止废水中的颗粒物对膜造成损害。在MBR系统中，工业污水中的有机物质会在生物反应器中被微生物分解为更稳定的化合物。MBR系统提供了一个理想的生物处理环境，能够适应不同种类和浓度的工业废水。MBR系统使用微孔膜或超滤膜进行固液分离，有效阻止微生物和固体颗粒通过，从而确保出水的稳定性。这对于处理工业污水中可能存在的颗粒物、胶体等物质至关重要。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。

3.3处理垃圾填埋场渗滤液

垃圾填埋场渗滤液是一种复杂的混合物，主要由垃圾中的水分和垃圾分解产生的有机物、重金属、盐等溶解于水中形成。这些物质在垃圾填埋场中随着时间逐渐积累，如果不及时处理，会对周围环境造成严重的污染。垃圾填埋场渗滤液的处理方法主要有物理、化学和生物处理等。物理处理方法包括过滤、沉淀、吸附等，可以去除渗滤液中的悬浮物、有机物等。化学处理方法包括氧化、还原、中和等，可以去除渗滤液中的有机物、重金属等。生物处理方法包括好氧处理和厌氧处理，可以去除渗滤液中的有机物、氨氮等。垃圾填埋场渗滤液的处理对于保护环境和人类健康具有重要意义。通过科学合理的处理方法，可以有效减少渗滤液对周围环境的污染，降低对人类健康的影响。

3.4净化水质

在膜生物反应技术中，滞留硝化细菌的能力是一个关键特性，它有助于增加硝化细菌的数量并促进其生长，进而增强硝化过程的效果。在MBR系统中，硝化细菌在生物膜上繁衍，这些生物膜经过精心设计和材料选择，能够有效地捕获并保持硝化细菌，从而提高了硝化细菌的浓度和活性。这种滞留特性使得硝化细菌与污染物之间的接触更为频繁，加速了硝化反应的速率，提高了处理效率。同时，滞留硝化细菌还有助于减少细菌流失的风险，进而增强了MBR系统的稳定性和可靠性。

结束语

膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用展示了其在提高处理效率和环保方面的潜力。该技术不仅提高了污水处理的效果，还促进了水资源的循环利用，有助于实现可持续发展。未来，随着技术的不断进步和成本的降低，MBR技术有望在更广泛的领域得到应用，为保护环境和促进生态文明城市建设做出更大的贡献。

参考文献：

[1]刘微微.MBR以及MBR+人工湿地组合工艺在农村生活污水处理中的应用[J].水利科技与经济,2021,27(03):59-64.

[2]王长胜.不同区域农村生活污水处理技术层次分析——以新疆维吾尔自治区为例[J].环境影响评价,2021,43(02):61-65.

[3]王罕,许敏,耿震.太原循环经济环卫产业园固体废物污水处理厂工艺设计[J].中国给水排水,2021,37(02):37-41.