污水處理膜生物反應技術

　　改革開放以來，我國經(jīng)濟呈高速發(fā)展的態(tài)勢，人民生活水平不斷提升，對居住環(huán)境提出了更加嚴格的要求，如何處理污水成為人們關注的重點。在此背景下，膜生物反應技術受到人們的重點關注，被廣泛應用于環(huán)境工程污水治理中，實現(xiàn)了對傳統(tǒng)污水處理工藝的革新。膜生物反應技術具有諸多優(yōu)勢。膜生物反應器以膜生物反應技術為基礎，是膜分離技術和生物反應器相結合的產(chǎn)物，屬于一種新型污水處理系統(tǒng)，其內(nèi)部有多個膜組件，這些模組可以實現(xiàn)污泥的沉淀和分離，操作便捷，占地面積小，運行穩(wěn)定性強，便于控制，污水處理效果較強。因此，膜生物反應技術應用在環(huán)境工程污水治理中，具有十分重要的意義。

　　一、膜生物反應技術在環(huán)境工程污水處理中的應用優(yōu)勢

　　1.1 分離效率高

　　環(huán)境工程污水處理可以應用膜生物反應技術，與傳統(tǒng)污水處理技術相比，它無須利用過濾單元和沉淀池，會節(jié)省大量空間，不需要考慮污泥沉降性。污水處理系統(tǒng)具有很高的MLSS濃度，其容積負荷隨之提升，系統(tǒng)抗負荷能力遠高于傳統(tǒng)的污水處理系統(tǒng)，不僅可以處理普通污水，還能有效處理有機廢水。

　　1.2 微生物和廢水分離效果顯著

　　在環(huán)保工程中，膜生物反應器可以有效分離活性污泥和廢水，將廢水的流動范圍限制在膜腔內(nèi)部，提升進水槽和出水槽連接的緊密性。生物細菌僅會在膜外流動，而不能進入膜內(nèi)，最終取得良好的微生物和廢水分離效果，污水處理效果顯著增強。

　　1.3 延長硝化細菌在膜生物反應器中的滯留時間

　　生物膜可以減少甚至阻滯硝化細菌的流出，將膜生物反應器中的硝化細菌維持在一定濃度，提升硝化效率。

　　1.4 污泥產(chǎn)率較低

　　膜生物反應器可以將污泥堵截在內(nèi)部，減少污泥的排放量，理論上講，能夠達成污泥零排放的目標。不僅如此，環(huán)保工程的污水處理應用膜生物反應器，還能減少污泥產(chǎn)率。研究發(fā)現(xiàn)，膜生物反應器內(nèi)部缺少營養(yǎng)物質(zhì)，內(nèi)源呼吸區(qū)成為微生物的聚集地，這樣就會減少污泥的產(chǎn)生量。

　　1.5 活性污泥濃度較高

　　提升生物反應能力是膜生物反應器的優(yōu)勢之一，如果反應池中的MISS濃度高于10000mg/L，則降低污染體積、提升出水水質(zhì)、減少懸浮物和去除高濃度有機廢水等目的均可實現(xiàn)。

　　二、膜生物反應技術在環(huán)境工程污水處理中的實際應用

　　2.1 EGSB-MBR組合技術的應用

　　2.1.1 EGSB-MBR組合技術概述

　　EGSB指的是膨脹顆粒污泥床，屬于一種新型的厭氧反應器，而MBR屬于膜生物反應器的一種，二者均可以在污水處理中發(fā)揮良好的效果。將二者相結合形成的組合技術，不僅兼具二者的優(yōu)點，還能對二者單獨應用的不足加以彌補，尤其是處理高濃度有機廢水時應用這種組合技術，污水中化學需氧量的去除率可達80%，在使用厭氧處理器對污水進行處理后，被膜生物反應器可以對污水進行好氧處理，污水中有機物的降解效果會進一步提升，高效處理有機廢水的目的也會得以實現(xiàn)。

　　2.1.2 應用實例

　　目前，大部分造紙廠在處理造紙廢水時應用的設備為IC反應器，這種反應器具有較高的污水處理效率，無須較大的占地面積。但是，這項技術的核心技術由外國把持，故國內(nèi)建設成本偏高，這項技術難以普及。而EGSB-MBR組合技術的出現(xiàn)，則有效解決了這一難題。為探究EGSB-MBR組合技術的污水處理效果，有研究通過試驗對其進行了分析。

　　首先選擇試驗用水，本次試驗選擇南京市某造紙廠水解預酸化池中的出水。然后選擇試驗裝置，本次試驗選擇EGSB反應器，其制成材料為有機玻璃，容積為30L。本次試驗采用重鉻酸鉀快速法，其間使用便攜式DO儀。試驗結果表明，造紙廢水處理應用這項組合技術，不僅可以起到脫氮除磷的效果，還能去除造紙廢水中的鈣、鋁等金屬離子。

　　2.2 曝氣生物濾池技術的應用

　　2.2.1 技術概述

　　曝氣生物濾池是眾多膜生物反應技術中應用最為廣泛的污水處理技術之一，在處理洗滌劑、膠體等雜質(zhì)時可以取得良好的效果，同時能夠提升環(huán)保工程各個環(huán)節(jié)的污水處理效率，簡化處理步驟。一般來說，污水處理負荷較高，消耗的負荷也偏高，如果環(huán)保工程污水池能夠合理應用曝氣生物濾池技術，就可以降低污水處理負荷。

　　2.2.2 應用實例

　　黑龍江省某啤酒廠生產(chǎn)規(guī)模較大，平均每年生產(chǎn)啤酒10萬噸，與之相對應的就是廢水處理規(guī)模，該啤酒廠需要每天處理5000t的廢水，為強化廢水處理效果，該啤酒廠應用了曝氣生物濾池技術。其應用流程分為以下幾個步驟：將廢水輸入調(diào)節(jié)池中，并對廢水的水質(zhì)和水量進行調(diào)節(jié);廢水調(diào)節(jié)完畢，通過水泵將廢水輸送到水解酸化池;廢水進入水解酸化池后，會受到水池中水解酸化菌的影響，廢水中的大分子有機物會被水解酸化菌分解，轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿佑袡C物，為好氧微生物吸收創(chuàng)造有利的條件。與此同時，水解酸化菌還可以將一些固體有機物分解成溶解性有機物，有利于BAF生化過程的進行。水解酸化池中的廢水會被輸送到BAF反應器，完成除碳主反應，反應后即可實現(xiàn)達標排放的目的。

　　2.3 動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應技術的應用

　　動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應技術就是指動態(tài)膜生物反應器，這種反應器膜的基底原料是一種價格低廉的微網(wǎng)材料，制造成本較低。這項技術還充分利用活性污泥具有良好過濾性的特點，不僅可以對污染物進行過濾處理，還能實現(xiàn)對污染物的回收再利用。試驗結果表明，應用這種膜生物反應器過濾污染物的時間僅需要20min，可以去除污水中的TP、COD等物質(zhì)，尤其是COD的去除率高達90%，并且動態(tài)膜生物反應器的內(nèi)循環(huán)動態(tài)模式有利于提升反應器結構的內(nèi)流性，增強混合液的處理和混合效果。與分離生物反應器相比，該反應器的污水凈化效果更加顯著，尤其是脫氮除磷方面，氨氮去除率無限接近于100%，而TN去除率達到52%。

　　三、膜生物反應技術在環(huán)境工程污水處理中應用的技術要點

　　3.1 膜污染的影響因素

　　3.1.1 生物膜的影響因素

　　生物膜的影響因素包括孔徑、孔隙率、制作材料和親水性。膜的孔徑?jīng)Q定著膜的進水量，但進水量越多，生物膜孔被堵塞的概率就越大。生物膜的親水性直接關系到生物膜的抗污染性能，具有較高親水性的生物膜，受到吸附影響的概率較小，故膜通量會隨之增加。生物膜的孔隙率越小，發(fā)生堵塞的概率越大。

　　3.1.2 污泥混合液的影響因素

　　污泥混合液的影響因素包括懸浮物的粒度分布和懸浮物的固體濃度。污泥混合液的性質(zhì)關系到膜污染的程度。如果污泥濃度較高，那么污泥負荷就會減少，膜生物處理器的基質(zhì)去除率就越高，有利于污泥產(chǎn)量的減少。但有研究表明，如果污泥濃度超過臨界值，則會對固液分離效果造成不利影響。在EPS(細菌胞外多聚物)方面，高分子黏性物質(zhì)會對活性污泥混合液中的絮體形成造成嚴重的影響。研究結果表明，EPS會對膜污染產(chǎn)生直接影響。污泥尺寸方面，通常，濾餅層阻力與絮體尺寸的關系為負相關，簡言之，絮體尺寸越大，濾餅層阻力越小。

　　3.1.3 操作條件

　　操作條件同樣是膜污染的影響因素，包括操作壓力、運行溫度和膜通量。適當提升運行溫度，有利于保證膜分離過程的平穩(wěn)進行，究其原因，主要是黏液黏度會隨著溫度的變化而發(fā)生改變，并且溫度提升，可以改變膜面污染層的厚度和孔徑，生物膜的通透性會隨之改善。

　　3.2 膜污染的防治措施

　　3.2.1 提升生物膜的抗污染能力

　　膜污染會受到膜性質(zhì)的影響，故在環(huán)境工程污水處理過程中應用膜生物反應技術時，選擇合適的生物膜十分重要，通常，應該選擇具有良好親水性、較高孔隙率和孔徑合適的生物膜。如果所選生物膜的親水性偏低，人們需要對其進行改性處理，增強生物膜的通量，避免出現(xiàn)膜污染問題。

　　3.2.2 對混合液特性進行改善

　　改善混合液的特性，同樣是避免膜污染問題產(chǎn)生的重要措施。其間可以增加預處理工藝，減少污染物濃度，改善污泥參數(shù)。人們可以添加PAC顆粒，發(fā)揮其吸附作用，改善活性污泥的可濾性，減小濾餅層的形成，最終達成降低膜過濾阻力的目的。PAC顆?？梢栽黾由锕腆w回流，降低濾餅層厚度。

　　3.2.3 對膜分離操作條件進行優(yōu)化

　　在治理生物膜污染的過程中，優(yōu)化膜分離操作條件十分重要。對終端過濾能量的利用，是造成膜污染出現(xiàn)的重要原因，人們可以采取錯流過濾的方式予以應對。試驗結果表明，終端過濾、錯流過濾和反沖洗相結合所構成的過流過濾復合系統(tǒng)在污水處理中發(fā)揮的作用十分顯著。因此，人們可以適當借鑒，優(yōu)化膜分離的操作條件。

　　四、結論

　　在綠色環(huán)保理念貫徹落實的背景下，膜生物處理技術被廣泛應用于環(huán)境工程污水處理中，取得了顯著的應用優(yōu)勢，具有非常高的推廣價值。但與此同時，膜生物反應技術在應用過程中也存在一些不足，膜污染問題就是典型表現(xiàn)，為此，技術人員應該予以關注，并根據(jù)污染問題的成因，采取有針對性的措施，降低膜污染問題的發(fā)生率，只有這樣，才能促進我國膜生物處理技術的發(fā)展。(來源：盤錦遼河油田金宇集團有限公司)