膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用研究

膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用研究

文_马焕春 重庆水利电力职业技术学院

我国的环境污染日益严重，为了寻求有效的方法遏制并解决环境污染，环境工程得以快速发展，其中的一项核摘要：心技术为膜生物反应技术，其在污水处理中具有较大的优势，如处理效果、反应效率较高且操作难度较小等，因此在污水处理中得到了广泛的应用。膜生物反应技术；环境工程；污水处理关键词：Application of Membrane Bioreaction Technology in Environmental Engineering Sewage Treatment

Ma Huan-chun

[ Absrtact ] Environmental pollution is becoming more and more serious in China. In order to find effective ways to control and solve environmental pollution, environmental engineering has developed rapidly. One of the core technologies is membrane biological reaction technology, which has great advantages in sewage treatment, such as treatment effect, high reaction efficiency and low operation difficulty. Therefore, it has been widely used in sewage treatment.

[ Key words ] membrane biological reaction technology; environmental engineering; sewage treatment

1 膜生物反应技术概述

1.1 膜生物反应技术的基本原理

膜生物反应器是膜生物反应技术的基础，实践发现，膜生物反应器具有较强的污水处理能力，将其应用于环境工程中，可以发挥较好的处理效果。在20世纪90年代，西方发达国家已经开始广泛研究和应用膜生物反应器。我国近年来引入此项技术，且进行了大力发展和应用。其中，膜分离技术、生物污水处理技术是膜生物反应器技术的基础，其将生物处理技术和膜分离技术的优势充分综合起来，在较大程度上提升了污水转化率与处理效果。1.2 膜生物反应技术的分类

结合功能差异，可以将膜生物反应技术的反应器分为三种类型，包括萃取膜生物反应器、膜曝气生物反应器以及膜分离生物反应器等。其中，最为广泛用到的为膜分离生物反应器，经过不断发展，目前已经比较成熟。

理设备占用空间得到了大大的减少，在较大程度上降低结构成本与运营成本，性价比较高。且污染沉降等问题不会出现，污水净化效率得到提升。对反应器内进行加压处理，借助于生物反应膜渗透废水，有效隔绝了杂质和无机物，高效分离废水与微生物，促使污水处理质量得到提升。最后，通过膜生物反应技术的应用，可以促使反应器内活性污泥浓度保持在较高的状态，显著提升单位时间内的降解分离量，生物处理效率得到加快，有机废水处理质量得到保证。

2.2 膜生物反应技术的劣势分析

调查研究发现，膜生物反应技术的应用具有较大优势，如效率、质量较高，成本较低等。但是也有诸多的问题出现，首先有机物是生物膜的组成部分，那么污水渗透过程中，会有较多的杂质被吸附和过滤掉，部分物质只有较小的分子结构，渗透孔就可能遭到堵塞，进而经过一段时间的运行后，降低生物膜的出水效率和出水质量。

2 膜生物反应技术的优劣势分析

2.1 膜生物反应技术的优势分析

研究发现，膜生物反应技术综合使用了膜分离技术和生物处理技术，以便深度净化污水。其将膜分离技术、生物处理技术的优势充分发挥出来，具有较大的优势。具体来讲，体现在这些方面：首先，通过膜生物反应技术的应用，可以促使污泥产量得到有效降低，借助于膜分离单元有效隔离处理杂质和其他有机物，在反应器内部限制污泥，且池内环境不会繁殖有机物，可以显著降低污泥产量。其次，膜生物反应器具有较高的反应效率和分离质量，在设计反应器结构过程中，因为只有较少的生成污泥量，那么过滤单元、沉淀单元不需要设置，这样污水处

3 膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

3.1 动态内循环反应技术

该技术主要是优化了膜生物反应技术，促使有动态式内循环反应器形成，其将超滤膜发展为有机过滤生成的动态膜，因为采用的滤膜材料孔径较大，因此在较大程度上降低了反应器的制造成本，推广应用价值较高。实验表明，本种反应器只需要进行20min左右的净化准备，就可以将滤饼层的作用充分发挥出来，能够有效滤除污水里面的COD/TN/TP等成分，其中对COD的去除率可以达到96%以上。且将内循环动态模式运用于反应器中，增强了结构的内流性，可以更加均匀的混合混合

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73液，相较于分离生物反应器，其具有更好的净化效果。在氨氮去除方面，可以达到98%以上的去除率；在总氮去除方面，因为应用了动态生物膜，可以达到52%以上的TN去除率。

4.2 膜污染的防治措施

4.2.1 增强膜的抗污染能力

因为膜的性质会直接影响到膜污染的产生，因此，选择的膜需要具备较高的孔隙率、较好的亲水性以及适当的孔径。如果膜属于自然憎水性，那么就需要进行改性处理。通过改性处理，可以促使膜通量得到增加，生物污染得到减少。

4.2.2 改善混合液特性

通过对混合液特性进行改善，可以有效防治膜污染。在具体实践中，可以将预处理组件添加于工艺中，以便将污染物去除掉，也可以对污泥特性参数进行改善，以便对膜污染有效防治。其中，将PAC颗粒添加于混合液中，可以将PAC颗粒的吸附作用充分发挥出来，促使活性污泥的可滤性能得到改善，滤饼层形成得到减小，进而实现膜过滤阻力降低的目的。且PAC颗粒的投入，也可以促使生物固体回流得到增加，进而促使滤饼层厚度得到减少。4.2.3 优化膜分离的操作条件

在膜污染防治中，还需要对膜分离的操作条件大力优化。其中，充分利用终端过滤能量，会导致膜污染较快出现，针对这种情况，就可以实施错流过滤。有人将终端过滤、错流过滤、反冲洗的优势充分利用起来，将终端过滤、反冲洗、过流过滤复合系统构建了起来。实践研究表明，本系统具有较好的运行效果和较高的经济性。

4.2.4 优化反应器和膜组件的构成

在未来发展中，需要对反应器内部结构精心设计，促使设备死角、死空间间隙得到减小，避免有微生物变质问题出现，促使膜污染得到减轻。此外，通过对流道结构合理设计，可以促使水流及时冲掉被截留的物质，实现膜污染减轻的目的。

3.2 EGSB-MBR重组技术

EGSB即为第三代厌氧反应器膨胀颗粒污泥床，其将出水回流系统增加于上流式厌氧反应器中，可以更加高效地融合反应器内液，更加均匀紧密地接触有机质和微生物，促使生化反应速度得到加快，生物降解效率得到提升。通过有机结合膜生物处理技术和EGSB，能够将两种技术的优势充分发挥出来，且两者的劣势也可以得到有效消除。通过EGSB-MBR重组技术的运用，可以互补整合两者的优势和缺陷，促使净化系统更加稳定高效运行。3.3 曝气滤池技术

在膜生物反应技术体系中，非常重要的一种类型为曝气滤池技术，目前主要是搭配使用曝气滤池技术和分离反应器，借助于气浮工艺的运用，将胶体、专用洗涤剂等投放于曝气生物反应器内，其与废水发生化学反应，促使中和、沉淀的目的得到实现，有效分离了污水污染物和水分，净化效果比较显著。

4 膜污染与防治

4.1 膜污染的影响因素

4.1.1 膜的性质

膜材料、膜孔径、孔隙率、亲水性等较多方面都属于膜的性质内容。在膜孔径方面，进水及反应器内混合液的性质是膜污染出现的主要原因。一般来讲，膜具有更高的通量和更大的孔径，更容易有堵塞问题出现。在亲水性方面，膜抗污染性能会在较大程度上受到膜材料亲水性的影响，亲水性膜不会受到吸附影响，会有更大的膜通量产生。膜孔隙率较小的话，更容易出现堵塞问题。

4.1.2 污泥混合液的性质

悬浮物固体浓度、粒度分布等都属于污泥混合液的性质内容，其会在不同程度上影响到膜污染。如果生物反应器内的污泥浓度保持在较高状态，可以促使污泥负荷得到降低，基质去除率得到增加，污泥产量得到减少，但是也有研究表明，过高的污泥浓度，会影响到固液分离。在EPS方面，其是微生物细胞的高分子粘性物质，会直接影响到活性污泥混合液中絮体的形成。大量研究表明，膜污染会直接受到EPS的影响。在污泥颗粒尺寸分布方面，一般来讲，絮体尺寸与滤饼层阻力之间存在着反比关系，也就是说越小的絮体尺寸，会产生越大的滤饼层阻力。4.1.3 操作条件

膜污染也会受到操作条件的影响，其中，膜通量、操作压力、运行温度等都属于重要的影响因素。在温度方面，通过对运行温度适当升高，可以促使膜分离过程的实施更加顺利，这是因为温度变化随之改变了粘液粘度，且提升温度，还可以促使膜面上污染层的厚度和孔径得到改变，促使膜的通透性能得到有机改善。

5 结语

在可持续发展理念日趋深入的今天，环境工程污水处理中广泛应用了膜生物处理技术，其具有较好的处理效果和较快的处理效率，且性价比较高，值得推广和应用。但是，在实际应用过程中，膜生物反应技术也存在着一些问题，如膜污染问题等，需要引起人们充分的重视，采取针对性的防治技术，避免膜污染问题的出现。在未来发展中，需要继续深入研究膜生物反应技术，优化技术工艺，增强污水处理效果，为我国环保事业的推进做出更大贡献。

参考文献

[1]孔祥静.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用研究[J].工程技术，2016,4（10）：123-125.

作者简介

马焕春（1979-），女，河北青龙人，副教授，主要研究方向为环境科学与工程。