污水處理膜生物反應工藝

當前，環(huán)境工程污水的成分復雜程度提高，水污染問題更為多樣，這就使得污水處理工作難度上升，需要合理選用污水處理技術，并持續(xù)推動污水處理技術的升級。在這樣的大背景下，膜生物反應技術作為一種新型的污水處理組合技術受到更多關注，將其引入環(huán)境工程污水處理中，能夠得到更好的處理成效。

1、膜生物反應技術的概述

1.1 主要內(nèi)容

膜生物技術主要由生物技術與膜分離技術組合而成，屬于環(huán)境工程污水處理中的新型技術，主要原理(圖1)如下所示：在生化反應池內(nèi)加設膜分離設備，完成對其中包含著的大分子有機物、活性污泥的攔截，剔除二沉池，以此提升污水處理效果。

在整個過程中，膜生物反應器占據(jù)著核心地位，其進水與出水方面的水質要求如下表所示：

1.2 技術類型

環(huán)境工程污水處理中，在厭氧生物處理法(反應方程式見下文)的支持下，膜生物反應器促使水、基于生物降解的膠體與高分子物質實現(xiàn)分離，此時，微生物會留存在污水處理池內(nèi)，不會高濃度保留在出水內(nèi)，達到理想的處理成效。在當前的發(fā)展中，膜生物反應器衍生出多種污水處理工藝，包括動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應技術、組合式污水處理技術、曝氣生物濾池技術等等，促進了膜生物反應技術的升級。以含碳17的脂肪酸降解為例對膜生物反應的化學反應方程進行說明：

2、環(huán)境工程污水處理中膜生物反應技術的應用優(yōu)勢分析

依托膜生物反應技術展開環(huán)境工程污水處理的主要優(yōu)勢集中在以下幾方面：第一，膜生物反應技術的分離效率相對較高，且在實際應用過程中不需要加設沉淀池以及過濾單元，所以整體占地面積更小，污染沉降問題也得到明顯的緩解。同時，膜生物反應系統(tǒng)內(nèi)有著更高的MISS濃度，抗負荷能力更強，能夠收獲更加良好的有機廢水處理成效。第二，膜生物反應中包含著的活性污泥濃度更高，生物反應能力更強，在污水處理中能夠收獲更為理想的效果，促使出水水質進一步改善；大幅降低污水中懸浮顆粒物的含量，降解效率高。第三，依托膜生物反應技術的應用，可以對廢水、活性污泥實現(xiàn)全面分離，保證廢水能夠在膜腔內(nèi)部移動，并轉入水槽內(nèi)。同時，膜也可以達到分離水與微生物的效果，促使生物細菌隔離在膜外區(qū)域。第三，膜生物反應器內(nèi)部可以實現(xiàn)對污泥的堵截，在反應器的結構層面并不會促使污泥排出，因此將其投放于環(huán)境工程污水處理工作中，可以實現(xiàn)污泥的零排放。總體來看，環(huán)境工程污水處理中，膜生物反應技術作為新型污水處理技術的一種有著極高的應用優(yōu)勢，值得重點探究與廣泛推廣應用。

3、環(huán)境工程污水處理中膜生物反應技術的具體應用探究

3.1 在多領域廢水處理中的應用

3.1.1 在生活廢水處理中的應用

現(xiàn)階段，城市生活污水，特別是市政民生污水的總體排放量表現(xiàn)為逐年增高的發(fā)展趨勢，且其中所包含著的成分也更為復雜、污染源數(shù)量增加，促使生活廢水處理難度有所提升，而應用膜生物反應技術則能夠促使生活廢水處理效率與現(xiàn)實成效均有所提升。在使用膜生物反應技術處理市政民生污水的過程中，先在膜生物反應器內(nèi)對廢水進行初步性處理，結合其中所包含著的活性炭成分剔除懸浮顆粒物;隨后，引入EGSB(膨脹顆粒污泥床)實施進一步去污處理，完成對市政民生污水中有機物的剔除;針對污水內(nèi)包含著的懸浮顆粒、氨氮等，可利用膜生物反應器去除，使得出水水質達到基本排放要求。

另外，在城市生活視域下的污水處理中，除了要對市政民生污水進行處理之外，還要完成地表水凈化、洗車場污水處理等多種工作任務，在此過程中，膜生物反應技術也發(fā)揮出較為理想的成效。例如，在進行地表水凈化處理的過程中，可以引入膜生物反應中的曝氣生物濾池技術完成，剔除地表水內(nèi)包含著的污染顆粒、洗滌劑等物質，優(yōu)化水質，且整個過程能耗低。

3.1.2 在工業(yè)廢水處理中的應用

通過在工業(yè)廢水處理中引入膜生物反應技術，能夠分離工業(yè)污水中存在著的油與水，并獲取更為理想的處理成效。例如，在進行印染廢水的處理過程中，可以依托厭氧-好氧反應器(圖2)的投放完成基于膜生物反應的廢水處理，對包含在印染廢水內(nèi)的有機物與染色物質進行剔除處理，同時調(diào)整廢水pH值，促使其酸堿度保持在7-8的范圍內(nèi)。

在機械制造行業(yè)，也可以利用膜生物反應技術的引入高質量完成廢水處理。對于機械制造行業(yè)在實際生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水情況進行分析，能夠了解到，機械制造廢水中普遍包含著大量的金屬離子，而通過應用膜生物反應技術，則能夠更好地完成對這些金屬離子的剔除，特別是可以在降低有毒有害重金屬離子含量方面發(fā)揮著極為理想的作用，促使出水水質大幅提升，降低工業(yè)廢水對環(huán)境的污染程度。

3.1.3 在醫(yī)院污水處理中的應用

醫(yī)院所產(chǎn)生的污水普遍存在著一定的毒性，因此，必須要對其落實全面性處理之后才能夠排出，保證排出污水中的毒性維持在較低水平，確保處理后水質達標。實踐中，可以利用膜生物反應器完成對醫(yī)院廢水的消毒處理，控制待處理污水停留持續(xù)5小時，調(diào)整氨氮濃度為每升4毫升，維持出水COD為每升50毫升。依托這樣的處理工藝，能夠在簡化污水處理操作流程的基礎上，保證醫(yī)院污水處理后的水質達標。

3.2 污水處理中的常用技術

第一，曝氣生物濾池技術。在污水處理過程中引入曝氣生物濾池進行輔助，以此達到強化污水處理成效的目標。實踐中，依托曝氣生物濾池與氣浮工藝的結合性利用，可以從污水源頭入手落實污水處理，更為全面的剔除包含在污水內(nèi)部的污染物、有害物成分。在當前的環(huán)境工程污水處理過程中，若是污水內(nèi)部含有膠體、洗滌劑等成分，則應用曝氣生物濾池技術對相應污水實施處理的方法更為常見，在降低污水處理負荷與能量消耗的同時，提升污水處理現(xiàn)實效果。

第二，動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應技術。動態(tài)反應裝置內(nèi)設置的膜生物材料并不需要滿足較高要求，因此可以選用成本偏低的膜材料；在反應裝置內(nèi)，需要引入活性炭等材料，承擔起對污水中的污染物質進行過濾的任務，同時完成污水過濾及處理，生成良好的污水可循環(huán)利用體系。

第三，組合式污水處理技術。具體指的是將膜生物反應器與膨脹顆粒污泥床結合使用，即“MBR+EGSB”（膜生物反應器+膨脹顆粒污泥床），以此推動環(huán)境工程污水處理成效以及效率均表現(xiàn)出提升的趨勢。其中，膜生物反應器主要利用活性炭去污泥技術以及膜分離技術完成對污水的處理，可以對包含在污水中的懸浮顆粒物進行剔除，但是無法除去其中存在著的污泥；膨脹顆粒污泥床屬于厭氧放反應器。在實際的操作中，可以在應用膨脹顆粒污泥床對污水進行處理后，轉用膜生物反應器剔除污水中的氨氮成分、懸浮顆粒物，最終促使環(huán)境工程污水處理成效達到理想水平。

3.3 膜污染的有效防治

在進行對膜污染的有效規(guī)避過程中，應當重點落實以下幾項內(nèi)容：

第一，持續(xù)提升膜的抗污染能力。綜合分析膜的親水性、空隙率等參數(shù)，在實際的環(huán)境污水處理過程中盡可能選用性能更為理想的膜，促使膜的抗污染能力提升，延長膜的使用年限的同時，維護基于膜生物反應技術的環(huán)境工程污水處理成效。

第二，優(yōu)化改善混合液的特性。膜污染處理成效與混合液特性之間有著較為直觀性的聯(lián)系，結合預處理組件的使用，能夠達到對污泥性質進行調(diào)整的效果，同時降低膜污染。例如，通過投放PAC顆粒，則可以利用其強大的吸附能力促使污泥的可濾性同時增強。

第三，完善膜分離的操作條件。出于對進一步優(yōu)化環(huán)境工程污水處理成效的考量，必須要控制膜污染問題，此時，可以通過對膜分離操作條件實施完善調(diào)整來完成。例如，引入多樣性的過濾方式，規(guī)避應用單一性的過濾方法，從而達到提升過濾實效性的效果。第四，調(diào)整更新反應器與膜組件的構成。當前，環(huán)境工程污水的成分復雜程度提高，膜污染問題更為多樣，這就使得整個基于膜生物反應技術的污水處理工作難度上升，因此需要持續(xù)優(yōu)化、更新技術，調(diào)整反應器與膜組件的構成，推動膜生物反應技術及污水處理的共同升級。

3.4 水質凈化成效的強化

第一，滯留硝化細菌，凈化水質。硝化細菌對于生長環(huán)境方面的要求并不高，所以將其投放在膜生物反應器內(nèi)，依然可以更好地實現(xiàn)內(nèi)部繁殖，提升膜生物反應技術在污水處理中的效率。對于硝化細菌而言，其具備較強的凈化水質能力，且可以推動污水處理效率達到理想水平。硝化細菌可以長時間的滯留在膜生物反應器內(nèi)，促使其中積累的硝化細菌濃度持續(xù)性提高，從而達到強化污水處理成效的效果。

第二，引入高濃度活性污泥，提升污水處理效果。在膜生物反應器處理污水的過程中，活性污泥的濃度參數(shù)能夠影響環(huán)境工程污水處理效果。通常情況下，在活性污泥濃度較高的條件下，所產(chǎn)生的污水處理效果更為理想。基于這樣的情況，應當在膜生物反應器處理污水的操作實踐中引入高濃度活性污泥，維護污水處理的出水水質，降低懸浮顆粒度含量，從而收獲更加理想的環(huán)境工程污水處理成效。

4、總結

綜上所述，環(huán)境工程污水處理中，膜生物反應技術作為新型污水處理技術的一種有著極高的應用優(yōu)勢，值得重點探究與廣泛推廣應用。現(xiàn)階段，膜生物反應器衍生出多種污水處理工藝，包括動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應技術、組合式污水處理技術、曝氣生物濾池技術等等，在生活廢水處理、工業(yè)廢水處理、醫(yī)院污水處理等多領域內(nèi)得到深入性應用，取得理想成效。在未來的發(fā)展中，需要持續(xù)優(yōu)化、更新技術，推動膜生物反應技術及污水處理的共同升級。（來源：福州市福清核電廠核事故應急中心）