污水处理膜生物反应技术

　　改革开放以来，我国经济呈高速发展的态势，人民生活水平不断提升，对居住环境提出了更加严格的要求，如何处理污水成为人们关注的重点。在此背景下，膜生物反应技术受到人们的重点关注，被广泛应用于环境工程污水治理中，实现了对传统污水处理工艺的革新。膜生物反应技术具有诸多优势。膜生物反应器以膜生物反应技术为基础，是膜分离技术和生物反应器相结合的产物，属于一种新型污水处理系统，其内部有多个膜组件，这些模组可以实现污泥的沉淀和分离，操作便捷，占地面积小，运行稳定性强，便于控制，污水处理效果较强。因此，膜生物反应技术应用在环境工程污水治理中，具有十分重要的意义。

　　一、膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用优势

　　1.1 分离效率高

　　环境工程污水处理可以应用膜生物反应技术，与传统污水处理技术相比，它无须利用过滤单元和沉淀池，会节省大量空间，不需要考虑污泥沉降性。污水处理系统具有很高的MLSS浓度，其容积负荷随之提升，系统抗负荷能力远高于传统的污水处理系统，不仅可以处理普通污水，还能有效处理有机废水。

　　1.2 微生物和废水分离效果显著

　　在环保工程中，膜生物反应器可以有效分离活性污泥和废水，将废水的流动范围限制在膜腔内部，提升进水槽和出水槽连接的紧密性。生物细菌仅会在膜外流动，而不能进入膜内，最终取得良好的微生物和废水分离效果，污水处理效果显著增强。

　　1.3 延长硝化细菌在膜生物反应器中的滞留时间

　　生物膜可以减少甚至阻滞硝化细菌的流出，将膜生物反应器中的硝化细菌维持在一定浓度，提升硝化效率。

　　1.4 污泥产率较低

　　膜生物反应器可以将污泥堵截在内部，减少污泥的排放量，理论上讲，能够达成污泥零排放的目标。不仅如此，环保工程的污水处理应用膜生物反应器，还能减少污泥产率。研究发现，膜生物反应器内部缺少营养物质，内源呼吸区成为微生物的聚集地，这样就会减少污泥的产生量。

　　1.5 活性污泥浓度较高

　　提升生物反应能力是膜生物反应器的优势之一，如果反应池中的MISS浓度高于10000mg/L，则降低污染体积、提升出水水质、减少悬浮物和去除高浓度有机废水等目的均可实现。

　　二、膜生物反应技术在环境工程污水处理中的实际应用

　　2.1 EGSB-MBR组合技术的应用

　　2.1.1 EGSB-MBR组合技术概述

　　EGSB指的是膨胀颗粒污泥床，属于一种新型的厌氧反应器，而MBR属于膜生物反应器的一种，二者均可以在污水处理中发挥良好的效果。将二者相结合形成的组合技术，不仅兼具二者的优点，还能对二者单独应用的不足加以弥补，尤其是处理高浓度有机废水时应用这种组合技术，污水中化学需氧量的去除率可达80%，在使用厌氧处理器对污水进行处理后，被膜生物反应器可以对污水进行好氧处理，污水中有机物的降解效果会进一步提升，高效处理有机废水的目的也会得以实现。

　　2.1.2 应用实例

　　目前，大部分造纸厂在处理造纸废水时应用的设备为IC反应器，这种反应器具有较高的污水处理效率，无须较大的占地面积。但是，这项技术的核心技术由外国把持，故国内建设成本偏高，这项技术难以普及。而EGSB-MBR组合技术的出现，则有效解决了这一难题。为探究EGSB-MBR组合技术的污水处理效果，有研究通过试验对其进行了分析。

　　首先选择试验用水，本次试验选择南京市某造纸厂水解预酸化池中的出水。然后选择试验装置，本次试验选择EGSB反应器，其制成材料为有机玻璃，容积为30L。本次试验采用重铬酸钾快速法，其间使用便携式DO仪。试验结果表明，造纸废水处理应用这项组合技术，不仅可以起到脱氮除磷的效果，还能去除造纸废水中的钙、铝等金属离子。

　　2.2 曝气生物滤池技术的应用

　　2.2.1 技术概述

　　曝气生物滤池是众多膜生物反应技术中应用最为广泛的污水处理技术之一，在处理洗涤剂、胶体等杂质时可以取得良好的效果，同时能够提升环保工程各个环节的污水处理效率，简化处理步骤。一般来说，污水处理负荷较高，消耗的负荷也偏高，如果环保工程污水池能够合理应用曝气生物滤池技术，就可以降低污水处理负荷。

　　2.2.2 应用实例

　　黑龙江省某啤酒厂生产规模较大，平均每年生产啤酒10万吨，与之相对应的就是废水处理规模，该啤酒厂需要每天处理5000t的废水，为强化废水处理效果，该啤酒厂应用了曝气生物滤池技术。其应用流程分为以下几个步骤：将废水输入调节池中，并对废水的水质和水量进行调节;废水调节完毕，通过水泵将废水输送到水解酸化池;废水进入水解酸化池后，会受到水池中水解酸化菌的影响，废水中的大分子有机物会被水解酸化菌分解，转变为小分子有机物，为好氧微生物吸收创造有利的条件。与此同时，水解酸化菌还可以将一些固体有机物分解成溶解性有机物，有利于BAF生化过程的进行。水解酸化池中的废水会被输送到BAF反应器，完成除碳主反应，反应后即可实现达标排放的目的。

　　2.3 动态内循环反应技术的应用

　　动态内循环反应技术就是指动态膜生物反应器，这种反应器膜的基底原料是一种价格低廉的微网材料，制造成本较低。这项技术还充分利用活性污泥具有良好过滤性的特点，不仅可以对污染物进行过滤处理，还能实现对污染物的回收再利用。试验结果表明，应用这种膜生物反应器过滤污染物的时间仅需要20min，可以去除污水中的TP、COD等物质，尤其是COD的去除率高达90%，并且动态膜生物反应器的内循环动态模式有利于提升反应器结构的内流性，增强混合液的处理和混合效果。与分离生物反应器相比，该反应器的污水净化效果更加显著，尤其是脱氮除磷方面，氨氮去除率无限接近于100%，而TN去除率达到52%。

　　三、膜生物反应技术在环境工程污水处理中应用的技术要点

　　3.1 膜污染的影响因素

　　3.1.1 生物膜的影响因素

　　生物膜的影响因素包括孔径、孔隙率、制作材料和亲水性。膜的孔径决定着膜的进水量，但进水量越多，生物膜孔被堵塞的概率就越大。生物膜的亲水性直接关系到生物膜的抗污染性能，具有较高亲水性的生物膜，受到吸附影响的概率较小，故膜通量会随之增加。生物膜的孔隙率越小，发生堵塞的概率越大。

　　3.1.2 污泥混合液的影响因素

　　污泥混合液的影响因素包括悬浮物的粒度分布和悬浮物的固体浓度。污泥混合液的性质关系到膜污染的程度。如果污泥浓度较高，那么污泥负荷就会减少，膜生物处理器的基质去除率就越高，有利于污泥产量的减少。但有研究表明，如果污泥浓度超过临界值，则会对固液分离效果造成不利影响。在EPS(细菌胞外多聚物)方面，高分子黏性物质会对活性污泥混合液中的絮体形成造成严重的影响。研究结果表明，EPS会对膜污染产生直接影响。污泥尺寸方面，通常，滤饼层阻力与絮体尺寸的关系为负相关，简言之，絮体尺寸越大，滤饼层阻力越小。

　　3.1.3 操作条件

　　操作条件同样是膜污染的影响因素，包括操作压力、运行温度和膜通量。适当提升运行温度，有利于保证膜分离过程的平稳进行，究其原因，主要是黏液黏度会随着温度的变化而发生改变，并且温度提升，可以改变膜面污染层的厚度和孔径，生物膜的通透性会随之改善。

　　3.2 膜污染的防治措施

　　3.2.1 提升生物膜的抗污染能力

　　膜污染会受到膜性质的影响，故在环境工程污水处理过程中应用膜生物反应技术时，选择合适的生物膜十分重要，通常，应该选择具有良好亲水性、较高孔隙率和孔径合适的生物膜。如果所选生物膜的亲水性偏低，人们需要对其进行改性处理，增强生物膜的通量，避免出现膜污染问题。

　　3.2.2 对混合液特性进行改善

　　改善混合液的特性，同样是避免膜污染问题产生的重要措施。其间可以增加预处理工艺，减少污染物浓度，改善污泥参数。人们可以添加PAC颗粒，发挥其吸附作用，改善活性污泥的可滤性，减小滤饼层的形成，最终达成降低膜过滤阻力的目的。PAC颗粒可以增加生物固体回流，降低滤饼层厚度。

　　3.2.3 对膜分离操作条件进行优化

　　在治理生物膜污染的过程中，优化膜分离操作条件十分重要。对终端过滤能量的利用，是造成膜污染出现的重要原因，人们可以采取错流过滤的方式予以应对。试验结果表明，终端过滤、错流过滤和反冲洗相结合所构成的过流过滤复合系统在污水处理中发挥的作用十分显著。因此，人们可以适当借鉴，优化膜分离的操作条件。

　　四、结论

　　在绿色环保理念贯彻落实的背景下，膜生物处理技术被广泛应用于环境工程污水处理中，取得了显著的应用优势，具有非常高的推广价值。但与此同时，膜生物反应技术在应用过程中也存在一些不足，膜污染问题就是典型表现，为此，技术人员应该予以关注，并根据污染问题的成因，采取有针对性的措施，降低膜污染问题的发生率，只有这样，才能促进我国膜生物处理技术的发展。(来源：盘锦辽河油田金宇集团有限公司)