环境工程污水处理中膜生物反应技术的应用分析

张贤光

（沈阳融坤建筑工程有限公司，辽宁 沈阳 110000）

1 膜生物反应技术概述

（1）膜生物反应技术的基本原理。膜生物处理技术是在传统的厌氧生物处理方法的基础上，将无相态变化、无化学变化、选择性好的膜分离技术进行充分结合，从而产生出一种新型的废水处理系统。受经济发展水平的影响，国外发达国家及地区在此技术方面的研究早于我国。我国近年来也引入了该技术。

（2）膜生物反应技术的分类。结合功能差异特性，基于应用视角分析，可将膜生物反应技术的反应器分为3 种类型：萃取膜生物反应器、膜曝气生物反应器和膜分离生物反应器。其中，膜分离生物反应器随着技术的发展越来越成熟，应用也最为广泛。

2 膜生物反应技术的优劣势

（1）膜生物反应技术的优势。膜生物反应技术融合了生物处理技术和膜分离技术这两种技术，运用该项技术对污水进行有效处理，膜生物反应技术在环境工程污水处理中的优势主要体现在以下几方面：第一，分离效率显著提高。由于膜生物反应技术在处理污水时本身不需用到过滤单元及沉淀池，设施设备所占用的地面面积更小，没有污染沉降性的困扰。膜生物反应器系统中由于存在更高的MISS 浓度，提高了系统的容积负荷，又因为系统的抗负荷能力很强，因此膜生物反应技术对有机废水的处理效率显著提高。第二，膜生物反应技术活性污泥浓度较高。膜生物反应技术可以有效提高生物的反应能力，快速增加反应池中的MISS 浓度，当MISS 浓度超过10000mg/L 时，就可以对高浓度有机废水进行处理，水质整体得到提升，减少其中存在的悬浮物，降低污泥体积，进一步有效提高大分子降解率。第三，污泥产率较低。膜生物反应器可以有效将污泥堵截在反应器的内部，在结构上实现不排泥的相关操作，有效实现污泥零排放。在实际的工作过程中，膜生物反应器内部含有较低的营养物质，微生物处在内源呼吸范围内，导致剩余的污泥总量减少，因此污泥产率较低。第四，可以有效分离微生物与有机废水。膜生物反应器可以对微生物与有机废水进行有效分离，使有机废水仅在膜生物反应器内部进行流动，连接水槽与进水槽，使生物细菌在膜生物反应器外部区域流动，对有机废水与微生物进行有效分离，进一步确保能够达到先前预期的效果[1]。

（2）膜生物反应技术的劣势。第一，吸附更多混合颗粒物及有害物质。与传统的技术相比，膜生物反应技术的生物膜会吸取污水中更多的混合颗粒物及有害物质，这是因为生物膜的组成部分中含有有机物，因此会吸附更多的混合颗粒物及有害物质。

第二，膜生物反应技术中生物膜的膜污染问题。与传统污水处理技术相比，膜生物反应技术在污水处理的过程中会更容易累积有害物质及分子结构较大的混合颗粒物，生物膜在长时间的使用之后，很容易会被这些混合颗粒物及有害物质所污染，造成严重堵塞，导致生物膜的通水量降低，影响其使用寿命。

3 膜生物反应技术应用类型

（1）曝气生物滤池技术。曝气生物滤池技术是环境工程污水处理工作中运用的第一项膜生物反应技术，能从根本上减少污水中的杂质含量。曝气生物滤池技术在使用的过程中需要与气浮工艺配合，利用生物洗涤剂、胶体等其余产业的生产废料来对污水中的杂质进行沉淀，做到以污治污。通过对膜生物技术的不断优化升级，使曝气生物滤池技术的应用更加高效长久。

（2）动态内循环反应技术。该技术是对膜生物反应技术进行优化升级而得到的新型污水处理技术。通过在原有膜生物反应技术的基础上加入动态反应器，使得污水处理系统的工程造价大大降低，与此同时，动态反应器的加入使污水体系中活性物质的利用率得到了提高，让污水处理体系趋向于自然化。曝气生物滤池技术和动态内循环反应技术的结合能够对污水处理系统的内循环体系进行优化升级，减少污水处理过程中的短流问题。

（3）组合式污水处理技术。该技术是环境工程污水处理工程中的常用技术，它将膨胀颗粒污泥床技术和膜生物反应技术结合在一起，以便更好地完成环境工程污水处理工作。在具体的污水处理工作中，应当先用膨胀颗粒污泥床装置对进入反应器的有机物质和污泥进行充分混合，将高浓度有机废水和需氧污染物质去除，然后再利用膜生物反应技术进行后续处理，去除剩余杂质，使整个污水处理体系更加科学高效[2]。

4 环境工程污水处理实际应用

（1）对工业废水的处理。工业生产所产生的废水成分复杂，给污水的治理带来了较大的困难。为了在尽可能节约资源的情况下做到污水的有效处理，需要对不同工业所产生的废水中含有的成分有深入了解，并针对性地选择合适的膜生物处理体系对污水进行处理。为了保证工业废水达到排放标准，在选择膜生物处理体系时，需考虑金属离子浓度的控制。金属离子的存在形式会因为废水环境的不同而存在差异，比如酸碱度、有机物浓度、盐浓度等都会对金属离子表现形式造成影响，因此，为了控制成本，节约资源，同时有效降低金属离子浓度，使废水达到排放标准，可以通过调节酸碱度、增大膜生物反应器容积等方法来解决[3]。

（2）对生活废水处理。膜生物反应技术可以有效处理工业废水，也可以用来处理生活废水，效果明显、操作简单，但这种方法存在一个极大的弊端，即技术性较强、资金消耗过大，因此不建议采用膜生物反应技术来处理生活废水。但是，通过近几年的发展，膜生物反应技术得到了很大的发展，不但在成本方面可以有效的进行控制，还可以极大提高水资源的利用率，在生活污水处理中的优势越发明显。生活污水处理恰当，不仅可以维护生态环境，还可以有效节约水资源，实现水资源的循环利用。

5 膜污染与防治

5.1 膜污染的影响因素

（1）膜的性质。膜的特点具有多样性。以膜孔径为例，膜污染是一种常见的现象，导致这种现象出现的主要原因是受混合液的影响。通常情况下，膜在具体的工作过程中会出现堵塞现象。从亲水性的角度来看，不同亲水性的材料在防污方面的表现也不尽相同，这些都是影响处理效果的主要因素。

（2）污泥混合液的性质。由于混合液所包含的内容较多，因此也呈现出不同的特点，每个特点的存在都会对膜污染产生一定的影响。我国很多专家及学者都对污泥浓度问题进行过深入的研究与分析。研究结果表明如果其浓度与污泥负荷之间存在负相关的关系，也就是说当前者增高时，后者反而会降低，在这种情况下去除率会得到一定程度的提升，可以将污泥产量控制在合理的范围内。不过这个结论并不是绝对的，也有数据信息显示当污泥浓度一直处于比较高的水平时就会对固液分离产生一定的影响。从EPS 角度来看，它的变化在很大程度上影响着膜污染，污泥颗粒的大小与其所产生的阻力之间的关系是密切相关的，如果颗粒比较大的话，其阻力也相应的较大；反之，如果颗粒比较小，相对应的产生的阻力也比较小。

5.2 膜污染的防治措施

（1）增强膜的抗污染能力。对膜污染发生的原因进行分析，膜性质的影响十分突出的。所以在实际操作过程中要结合具体的实际情况，从科学的角度出发选择膜。具体来说在选择的过程中要对膜的亲水性、空隙率等问题进行详细的分析，发现膜的性质与要求不符的，还要对其进行必要的改性操作。

（2）改善混合液特性。混合液的特性在很大程度上影响着膜污染处理效果。在实际操作过程中污染物的存在是不可避免的，当遇到此问题时可以借助预处理组件的帮助使问题得以解决。该组件的主要功能在于能够很好地实现污泥性质的调整，避免发生严重的膜污染现象。PAC 颗粒具有很强的吸附功能，如果能够将其应用于操作过程中，则可以在很大程度上提升污泥的可滤性。

（3）优化膜分离的操作条件。想取得较好的水处理效果，改善操作条件是一个十分关键的步骤。以过滤为例，实际操作可以借助多种途径得以完成。虽然每种过滤途径都具有自身的优势，但如果仅靠单一的过滤途径很容易导致膜污染的发生。如果将多种过滤类型结合在一起就可以达到很好的过滤效果。

6 结语

近些年，环境问题备受关注，特别是事关水源安全的污水处理问题，所以，对于新型污水处理技术的研发不断加深。膜生物反应技术凭借其在污水处理中的技术优势和实用效果，在环境工程中有较多应用。但同时我们也要认识到膜生物反应技术的缺陷，尤其是“膜”使用寿命的提升已成为研究重点。随着膜生物反应技术的进步，在工业和生活污水处理中展现出更高的使用性能和价值，在污水处理压力骤增的今天有着广阔的应用空间。