淺析膜生物反應技術在環境工程污水處理中的應用

高云亮

（中國雄安集團生態建設投資有限公司，河北 雄安 071799）

在新時期，隨著經濟的快速發展、科學技術水平的不斷提高以及世界人口的不斷增加，造成了全球水資源短缺的問題，因此，及時進行污水回用處理可以有效緩解水資源短缺的問題，這也是世界各國學者積極從事污水處理技術研究的主要原因。由于我國人口密度大，在污水處理技術的研究中需要充分考慮污水處理的高效性、運行的穩定性，且不能出現二次污染現象。

近年來，國內各地區都在新建污水處理項目，并合理應用了多種膜生物反應技術。應用膜生物反應技術時，必須設置分離膜。該項技術更有利于構成完整的組合體，可逐步取代傳統的污水處理模式。借助膜生物反應技術，可有效處理各行業產生的污水，并獲得良好且穩定的出水水質。整個裝置更加平穩、便于操作。與傳統技術相比，膜生物反應技術的優勢較多，可廣泛應用于各個行業。從環境工程的角度來看，合理應用膜生物反應技術可以保證出水水質，從根本上實現污水的高效處理[1]。

1 膜生物反應技術的工作原理、分類和優勢分析

1.1 膜生物反應技術工作原理

膜生物反應技術包括污水生物處理技術、膜技術，并可將這兩種技術進行合理融合。其工作原理類似于生物加工技術。與傳統污水處理技術相比，膜生物技術具有更高的轉化率，也是新時期污水處理效率最高的技術之一。基于膜生物反應技術，業內學者研發出了膜生物反應器，是由膜分離裝置、曝氣裝置和萃取反應裝置組成。通過膜反應器可以達到污水凈化的目的。另外，膜生物反應器還具有一定的生物特性，由于所使用生物膜的位置不同，反應器類型也會有一定的差異。

1.2 膜生物反應器分類

膜生物反應器主要是利用膜生物反應技術，具體可分為三種類型：膜分離生物、膜曝氣生物、萃取膜生物三種反應器。按照使用膜的具體位置，又可分為分體式反應器、一體式反應器兩大類。根據工作期間是否需要氧氣，還可分為：好氧膜生物反應器、厭氧膜生物反應器兩種。

1.3 膜生物反應技術在實際污水處理中的優勢分析

第一、污水處理中，膜技術具有分離效率高的優勢。由于膜生物反應器合理利用了生物膜的特點，所以不會占用太大面積，有效避免了污水處理過程中發生污泥沉降的問題。此外，膜生物反應器所使用的混懸液中的固體濃度較高，可明顯提高膜生物反應器的抗負荷效果，達到提升污水處理效率的目的，并在一定程度上提高了水質。第二、可實現廢水、微生物的有效分離。在使用膜生物反應器處理污水時，大部分微生物都集中在膜的外部區域，污水則是在膜腔內部流動，從而達到高效分離細菌等微生物的目標。第三、使用膜生物反應器一般不會生成大量的污泥，原因在于膜生物反應器一般可有效阻止污泥的滲入。雖然實際處理時無法及時觀察到污泥的流向，但是由于膜反應器自身結構中存在著一定的營養物質，必然具有阻擋污泥的作用，減少廢水中所形成的污泥總量[2]。

膜生物反應技術也存在一定的不足，其使用壽命相對較短。不過近年來，荷蘭科學家提出，經過試驗發現，前期進行原水預處理可在保證原水的合理凈化后，有效提升膜反應器的使用壽命。

2 膜生物反應技術

2.1 曝氣生物濾池技術

在應用膜生物反應技術時，曝氣生物濾池技術具有應用范圍廣的特點，可及時進行膠體、洗滌劑等雜質的有效處理。該技術是目前污水處理中較為常見的輔助措施，可明顯提升污水處理效率，并可以保證污水處理效果。一般情況下，污水處理時都會存在負荷較大的情況，借助曝氣生物濾池技術可有效降低負荷作用，穩定延長生物膜的使用周期。

2.2 EGSB-MBR 組合技術

現階段，國內污水處理過程中，EGSB、MBR技術都是十分有效的污水處理技術。前者合理應用了膨脹顆粒污泥床，業內一般將其稱為第三代厭氧反應器。后者則僅屬于膜生物反應器。兩項技術結合后，可充分發揮兩方面的優勢，從而達到快速處理高濃度有機工業廢水的目標，明顯降低污水的化學需氧量[3]。

2.3 動態內循環反應技術

該技術使用期間，合理應用了相對廉價的微網材料，并將其當作膜基質。該類動態膜生物反應設備在使用期間，具有成本低的優勢。在使用活性污泥過濾器過程中，其內部循環的動態響應效果良好，合理使用該類過濾器，可逐步形成環狀系統，從而達到有效處理各類污染物的目標。在進行環境工程污水處理時，必須要合理應用內循環反應技術。隨著科學技術的快速發展及技術水平的不斷升級，業內學者正不斷完善膜生物反應器，力求能夠逐步提升工作效率。

2.4 氣浮等膜生物反應組合技術

氣浮等膜生物反應組合技術在使用過程中，有效采用了組合工藝技術，借助氣浮技術可有效完成膠體等難溶物質的處理，并逐步減少污染物的含量。此外，氣浮技術還可降低膜污染情況，確保相關設備設施的穩定運行。該技術一般可應用多種組合處理技術，適應多種作業環境，可滿足不同性質污水的處理需求。

3 膜生物反應技術在環境工程污水處理中的具體應用

3.1 生活污水處理

生活污水是指人們日常生活所產生的廢水。合理應用膜生物反應器可達到資源利用最大化，將處理后的水資源用于洗車、綠化等。在新時期，膜生物反應技術對污水處理效果良好，可提高廢水回用率，處理后的水質也能更好地滿足城市用水需求。

3.2 醫院污水處理

醫院產生的廢水一般具有一定毒性，因此，必須及時進行處理。常規操作期間，可借助主體工藝進行廢水處理，單次停留時長為5 h左右，處理后水中的氨氮含量可控制在標準范圍內，一般以低于4 mL/L為準，出水COD控制在50 mL/ L。該方法具有操作簡單、出水水質穩定的特點[4]。

3.3 工業廢水處理

工業廢水包括染料廢水、化工廢水，需及時進行油水分離處理。在處理染料廢水時，一般要借助厭氧-好氧反應器，高效去除污水中的COD等雜質，可達到合理控制pH值的目的。另外，傳統廢水處理會借助EGSB-MBR組合技術進行，如造紙工業可對水解預酸化池進行凈化處理，借助EGSB反應器進行快速處理，應用便攜式DO儀可達到脫氮除磷、去除金屬離子的目的。同時還可利用處理后水源，達到良好的社會效益。最后，機械制造業產生的廢水中，一般含有較高比例的金屬離子，應用膜生物反應技術可降低水中的金屬含量，達到降低污染的目的。

4 膜污染及其防治措施分析

4.1 膜污染的影響因素

膜污染的影響因素包括：(1)膜的性質。膜污染是當下常見污染問題。從親水理論出發，由于膜的親水性不同，使得最終防污水平也會存在顯著差異，進而影響最終處理效果；（2）污泥混合液的特點。混合液中一般含有多種成分，結合數據信息資料可發現污泥濃度一般較高，必然會對固液分離產生負面影響。從EPS角度出發，污泥顆粒的直徑與阻力作用存在關聯，粒徑大則阻力增加，粒徑小則阻力較小；（3）操作條件。主要是指操作壓力、溫度波動等信息，都會對液體粘度產生影響。溫度增加時，粘度增大，膜的透過性編號。

4.2 膜污染的防治措施

膜污染的防治措施包括：（1）有效提升膜的抗污染效果。在膜污染的理論分析中應考慮到膜的影響，必須從科學角度出發進行分析，加強對膜的孔隙率、親水性的分析，力求選擇性能更穩定的膜，以保證膜的抗污染效果，并盡量提升膜的使用壽命。（2）合理進行混合液處理。由于混合液與膜污染存在著直接關系，所以合理應用相關組件進行處理，可達到調整污泥的目標，從而降低污染。如果在操作過程中，合理應用PVC顆粒，可提升吸附效果，從而提高污泥的可濾性。（3）有效控制膜分離的操作條件。合理改善操作環境，可達到提升污水處理效率的目標，也是降低膜污染的關鍵步驟。在過濾時，可采用多種過濾組合的方法，相關人員需結合廢水的組成進行分析，并將多種過濾方法結合使用，與單一過濾手段相比，過濾效果更加突出[5]。（4）加強膜組件、反應器的優化。在膜生物反應過程中，必須考慮各種有待解決的問題，并充分考慮污水特點，如雜質數量龐大等導致膜污染問題有所差異，為此，必須積極合理地應用相關技術，還要對其進行創新，優化膜組件、反應器的構成，并結合實際操作、現場環境等落實具體措施。

5 結語

當下，環境問題已經引起了社會各界人士的關注，所以必須加強環境問題的分析，確定研發目標、建設任務等。在水環境建設過程中，部分地區可能會存在水資源不足、水污染問題等，對當地生態環境發展產生了破壞作用，危害了當地的生態系統。合理應用膜反應技術，可高效解決污水問題，同時操作便捷、處理效率高，但是存在前期投資成本高的問題，且在運行期間極易引發膜污染問題。為此，相關人員必須加強膜生物反應器的研發，并結合實際環境、項目特殊性等進行差別化分析，力求不斷提高污水處理效果。