環境工程污水處理中膜生物反應技術的應用分析

張賢光

（沈陽融坤建筑工程有限公司，遼寧 沈陽 110000）

1 膜生物反應技術概述

（1）膜生物反應技術的基本原理。膜生物處理技術是在傳統的厭氧生物處理方法的基礎上，將無相態變化、無化學變化、選擇性好的膜分離技術進行充分結合，從而產生出一種新型的廢水處理系統。受經濟發展水平的影響，國外發達國家及地區在此技術方面的研究早于我國。我國近年來也引入了該技術。

（2）膜生物反應技術的分類。結合功能差異特性，基于應用視角分析，可將膜生物反應技術的反應器分為3 種類型：萃取膜生物反應器、膜曝氣生物反應器和膜分離生物反應器。其中，膜分離生物反應器隨著技術的發展越來越成熟，應用也最為廣泛。

2 膜生物反應技術的優劣勢

（1）膜生物反應技術的優勢。膜生物反應技術融合了生物處理技術和膜分離技術這兩種技術，運用該項技術對污水進行有效處理，膜生物反應技術在環境工程污水處理中的優勢主要體現在以下幾方面：第一，分離效率顯著提高。由于膜生物反應技術在處理污水時本身不需用到過濾單元及沉淀池，設施設備所占用的地面面積更小，沒有污染沉降性的困擾。膜生物反應器系統中由于存在更高的MISS 濃度，提高了系統的容積負荷，又因為系統的抗負荷能力很強，因此膜生物反應技術對有機廢水的處理效率顯著提高。第二，膜生物反應技術活性污泥濃度較高。膜生物反應技術可以有效提高生物的反應能力，快速增加反應池中的MISS 濃度，當MISS 濃度超過10000mg/L 時，就可以對高濃度有機廢水進行處理，水質整體得到提升，減少其中存在的懸浮物，降低污泥體積，進一步有效提高大分子降解率。第三，污泥產率較低。膜生物反應器可以有效將污泥堵截在反應器的內部，在結構上實現不排泥的相關操作，有效實現污泥零排放。在實際的工作過程中，膜生物反應器內部含有較低的營養物質，微生物處在內源呼吸范圍內，導致剩余的污泥總量減少，因此污泥產率較低。第四，可以有效分離微生物與有機廢水。膜生物反應器可以對微生物與有機廢水進行有效分離，使有機廢水僅在膜生物反應器內部進行流動，連接水槽與進水槽，使生物細菌在膜生物反應器外部區域流動，對有機廢水與微生物進行有效分離，進一步確保能夠達到先前預期的效果[1]。

（2）膜生物反應技術的劣勢。第一，吸附更多混合顆粒物及有害物質。與傳統的技術相比，膜生物反應技術的生物膜會吸取污水中更多的混合顆粒物及有害物質，這是因為生物膜的組成部分中含有有機物，因此會吸附更多的混合顆粒物及有害物質。

第二，膜生物反應技術中生物膜的膜污染問題。與傳統污水處理技術相比，膜生物反應技術在污水處理的過程中會更容易累積有害物質及分子結構較大的混合顆粒物，生物膜在長時間的使用之后，很容易會被這些混合顆粒物及有害物質所污染，造成嚴重堵塞，導致生物膜的通水量降低，影響其使用壽命。

3 膜生物反應技術應用類型

（1）曝氣生物濾池技術。曝氣生物濾池技術是環境工程污水處理工作中運用的第一項膜生物反應技術，能從根本上減少污水中的雜質含量。曝氣生物濾池技術在使用的過程中需要與氣浮工藝配合，利用生物洗滌劑、膠體等其余產業的生產廢料來對污水中的雜質進行沉淀，做到以污治污。通過對膜生物技術的不斷優化升級，使曝氣生物濾池技術的應用更加高效長久。

（2）動態內循環反應技術。該技術是對膜生物反應技術進行優化升級而得到的新型污水處理技術。通過在原有膜生物反應技術的基礎上加入動態反應器，使得污水處理系統的工程造價大大降低，與此同時，動態反應器的加入使污水體系中活性物質的利用率得到了提高，讓污水處理體系趨向于自然化。曝氣生物濾池技術和動態內循環反應技術的結合能夠對污水處理系統的內循環體系進行優化升級，減少污水處理過程中的短流問題。

（3）組合式污水處理技術。該技術是環境工程污水處理工程中的常用技術，它將膨脹顆粒污泥床技術和膜生物反應技術結合在一起，以便更好地完成環境工程污水處理工作。在具體的污水處理工作中，應當先用膨脹顆粒污泥床裝置對進入反應器的有機物質和污泥進行充分混合，將高濃度有機廢水和需氧污染物質去除，然后再利用膜生物反應技術進行后續處理，去除剩余雜質，使整個污水處理體系更加科學高效[2]。

4 環境工程污水處理實際應用

（1）對工業廢水的處理。工業生產所產生的廢水成分復雜，給污水的治理帶來了較大的困難。為了在盡可能節約資源的情況下做到污水的有效處理，需要對不同工業所產生的廢水中含有的成分有深入了解，并針對性地選擇合適的膜生物處理體系對污水進行處理。為了保證工業廢水達到排放標準，在選擇膜生物處理體系時，需考慮金屬離子濃度的控制。金屬離子的存在形式會因為廢水環境的不同而存在差異，比如酸堿度、有機物濃度、鹽濃度等都會對金屬離子表現形式造成影響，因此，為了控制成本，節約資源，同時有效降低金屬離子濃度，使廢水達到排放標準，可以通過調節酸堿度、增大膜生物反應器容積等方法來解決[3]。

（2）對生活廢水處理。膜生物反應技術可以有效處理工業廢水，也可以用來處理生活廢水，效果明顯、操作簡單，但這種方法存在一個極大的弊端，即技術性較強、資金消耗過大，因此不建議采用膜生物反應技術來處理生活廢水。但是，通過近幾年的發展，膜生物反應技術得到了很大的發展，不但在成本方面可以有效的進行控制，還可以極大提高水資源的利用率，在生活污水處理中的優勢越發明顯。生活污水處理恰當，不僅可以維護生態環境，還可以有效節約水資源，實現水資源的循環利用。

5 膜污染與防治

5.1 膜污染的影響因素

（1）膜的性質。膜的特點具有多樣性。以膜孔徑為例，膜污染是一種常見的現象，導致這種現象出現的主要原因是受混合液的影響。通常情況下，膜在具體的工作過程中會出現堵塞現象。從親水性的角度來看，不同親水性的材料在防污方面的表現也不盡相同，這些都是影響處理效果的主要因素。

（2）污泥混合液的性質。由于混合液所包含的內容較多，因此也呈現出不同的特點，每個特點的存在都會對膜污染產生一定的影響。我國很多專家及學者都對污泥濃度問題進行過深入的研究與分析。研究結果表明如果其濃度與污泥負荷之間存在負相關的關系，也就是說當前者增高時，后者反而會降低，在這種情況下去除率會得到一定程度的提升，可以將污泥產量控制在合理的范圍內。不過這個結論并不是絕對的，也有數據信息顯示當污泥濃度一直處于比較高的水平時就會對固液分離產生一定的影響。從EPS 角度來看，它的變化在很大程度上影響著膜污染，污泥顆粒的大小與其所產生的阻力之間的關系是密切相關的，如果顆粒比較大的話，其阻力也相應的較大；反之，如果顆粒比較小，相對應的產生的阻力也比較小。

5.2 膜污染的防治措施

（1）增強膜的抗污染能力。對膜污染發生的原因進行分析，膜性質的影響十分突出的。所以在實際操作過程中要結合具體的實際情況，從科學的角度出發選擇膜。具體來說在選擇的過程中要對膜的親水性、空隙率等問題進行詳細的分析，發現膜的性質與要求不符的，還要對其進行必要的改性操作。

（2）改善混合液特性。混合液的特性在很大程度上影響著膜污染處理效果。在實際操作過程中污染物的存在是不可避免的，當遇到此問題時可以借助預處理組件的幫助使問題得以解決。該組件的主要功能在于能夠很好地實現污泥性質的調整，避免發生嚴重的膜污染現象。PAC 顆粒具有很強的吸附功能，如果能夠將其應用于操作過程中，則可以在很大程度上提升污泥的可濾性。

（3）優化膜分離的操作條件。想取得較好的水處理效果，改善操作條件是一個十分關鍵的步驟。以過濾為例，實際操作可以借助多種途徑得以完成。雖然每種過濾途徑都具有自身的優勢，但如果僅靠單一的過濾途徑很容易導致膜污染的發生。如果將多種過濾類型結合在一起就可以達到很好的過濾效果。

6 結語

近些年，環境問題備受關注，特別是事關水源安全的污水處理問題，所以，對于新型污水處理技術的研發不斷加深。膜生物反應技術憑借其在污水處理中的技術優勢和實用效果，在環境工程中有較多應用。但同時我們也要認識到膜生物反應技術的缺陷，尤其是“膜”使用壽命的提升已成為研究重點。隨著膜生物反應技術的進步，在工業和生活污水處理中展現出更高的使用性能和價值，在污水處理壓力驟增的今天有著廣闊的應用空間。