膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

马丹燕

广州市金龙峰环保设备工程股份有限公司 广东广州 510700

摘要：污水处理是保护环境和维护公共卫生的重要措施之一。随着人口的增加和工业化的发展，污水资源利用和净化处理的需求不断增加。传统的污水处理方法在处理效果、空间占用和运维成本等方面存在一定的限制。因此，寻求一种高效、节能、可靠的污水处理技术成为了相关人员的当务之急。基于此，本文将以膜生物反应技术为研究对象，简要分析该技术的应用特点及其在环境工程污水处理中的具体应用措施，以供参考。

关键词：膜生物反应技术；环境工程；污水处理；应用

引  言

随着城市化进程的加速和工业生产的扩张，污水处理问题日益凸显。传统的污水处理工艺存在着处理效果不稳定、占地面积大、处理能力有限等一系列问题。为了提升污水处理效果并满足更严格的水质排放要求，近年来，膜生物反应技术逐渐受到关注并得到广泛应用。但由于应用年限较短，实际应用膜生物反应技术时，尚且存在不少问题。对此，相关人员就需要加强对膜生物反应技术的重视，掌握该技术的应用特点及应用要点，以此来提升膜生物反应技术应用水平，进而提升污水处理成效。

1 膜生物反应技术的应用特点

1.1 分离效率高

膜生物反应器采用膜分离技术，通过适当选择膜孔径和操作条件，可以实现高浓度污水的处理。同时膜生物反应器中的超滤膜可以有效地截留悬浮物、胶体颗粒和微生物。这种物理隔离作用可以阻止这些污染物通过膜孔径，从而使出水中的悬浮物浓度极低。此外，膜生物反应技术结合了生物反应和膜分离，对氮和磷的去除效果较好。在膜生物反应器中，通过合适的操作条件和反应器设计，利用生物反应器中的好氧和厌氧微生物群落的协同作用，可以实现氮磷的高效去除，还可以避免由于氮、磷沉积而导致的污泥浓度上升、系统运行出现问题的情况。

1.2 减少空间需求

膜生物反应器具有较高的有机负荷处理能力，能够在相对较小的反应器容积内处理大量的有机物。相比传统的活性污泥法，膜生物反应技术可以大大减少处理站的地面面积需求。因此，对于土地资源有限的城市和工业区域而言，膜生物反应技术提供了一种节约空间的处理选择。同时与传统的活性污泥法相比，膜生物反应器中的水平停留时间减少，反应器的体积也可以相应缩小。因此，膜生物反应技术可以在有限的空间内实现高效的污水处理。

1.3 可回用资源

膜生物反应技术可以高效地去除污水中的有机物、悬浮物和微生物等污染物，产生高质量的再生水。这些再生水经过进一步处理，如消毒和过滤，用于灌溉、工业用水、卫生冲洗等非饮用水用途，这样可以减少对淡水资源的消耗，并且减少对环境的排放。同时膜生物反应技术中的膜分离过程可以产生一定的压力。这种压力可以通过适当的设计和操作，用于能量回收，以此来减少外部能源的消耗，并提高整体能源效率。此外，产生的污泥中含有有机质、氮、磷等可再利用的成分，通过厌氧消化、压滤、干化等方法进一步处理后，可以作为肥料或能源的原料，用于土壤改良或生物质发电等方面。

2 膜生物反应技术的具体应用

2.1 初级处理

初级处理是膜生物技术实际应用的第一步，通过初级处理，污水中的大颗粒物、固体废物、沙子、悬浮物和部分有机物可以被有效地去除。这些步骤不仅可以为后续的生物反应器提供较清洁的进水条件，还能保护膜设备不受颗粒物或杂质的堵塞和磨损影响，确保后续处理工艺的稳定和高效运行。

污水从管道进入处理厂后，首先通过格栅过滤系统。它的作用是去除直径较大的杂质，如树叶、纸张、塑料袋等，以防堵塞管道和损坏设备。某些情况下，污水中可能会含有沙子、砂砾和重颗粒物等，这些杂质对于膜设备的运行和效果都不利。因此，初级处理环节诶，污水经过沉砂池时流速减慢，沙子和重颗粒物会沉淀到底部，并通过排污口排出系统，从而实现沉砂的效果。在沉淀池中，污水进一步减慢流动速度，以促使泥沙、泥土和藻类等悬浮的固体颗粒和有机物通过重力沉淀到底部。而浮渣池是一种用来去除浮游的轻质颗粒物和悬浮有机物的设备。在浮渣池中，污水通过控制流速和设计合适的池体尺寸，使得浮游物沉降到水面，并通过刮板或旋流器等装置将浮游物收集并排出系统，从而减少后续处理步骤中的浊度和污染物负荷。

2.2 生物反应器

生物反应器是膜生物技术在环境工程污水处理中的核心步骤之一，它利用具有降解污染物能力的微生物的降解代谢来将有机物转化为无害物质，从而实现污水的生物降解和净化。

当初级处理后的污水进入生物反应器时，往往需要与一定数量的活性污泥进行充分混合。同时，需要为生物反应器提供足够的氧气，以促进微生物的代谢和生长。为此，一般会采用曝气系统，通过向生物反应器中注入压缩空气或氧气，破坏污泥颗粒间的氧气分布极差，并提供充足的氧气供给微生物进行降解反应。完成初期操作后，污水中的有机物就会在膜生物反应器中被细菌、真菌、藻类等微生物利用为能源，并经过一系列代谢反应逐步分解为较小的无机分子，如二氧化碳、水和无害的无机物。需要注意的是，在此期间，为了保持微生物的降解效率和生物反应器的稳定运行，往往需要保持适宜的污泥悬浮状态，并进行一定的污泥循环。一般通过搅拌机械、搅拌板或空气搅拌设备等方式，维持污泥颗粒的悬浮状态，促进微生物与废物的接触和反应。有时还需要通过回流部分活性污泥至生物反应器的上部或侧部，补充新的微生物和维持适宜的微生物浓度，以支持生物降解的持续进行。此外，微生物的活性和降解效率受到温度和pH值的影响。因此，在生物反应器中通常需要对温度和pH值进行控制。一般温度控制在35-39摄氏度之间，pH值通常控制在6-8之间，以利于微生物生长和酶的活性，并提供适合微生物降解的环境条件，

2.3 膜清洗

经过一段时间运行后，膜会因为生物污泥、颗粒物和有机物的积聚而逐渐降低通透性和处理效果。因此，定期进行膜清洗是必要的。膜清洗可以通过反冲洗、背冲洗、化学清洗等方式进行。这些清洗操作可以有效地去除附着在膜表面的污染物，以恢复膜的通透性和性能。

其中反冲洗是最常用的膜清洗方法之一，其主要通过逆向流动冲刷膜面，将附着在膜表面的固体颗粒和污染物冲刷掉。需要注意的是，反冲洗时通常使用清水或低浓度的清洗剂，以保护膜的性能不受损害。背冲洗是通过向膜底部喷射压缩空气或氮气，产生气泡的上升流，以清除膜孔的污染物。这种膜清洗方法在反冲洗的基础上增加了气泡的冲刷效果，可更有效地清除膜孔中的污染物。而当反冲洗或背冲洗无法完全清除膜表面的污染物时，可以采用化学清洗来去除更顽固的污染物。化学清洗常使用酸、碱、氧化剂等化学试剂，根据污染物的类型和特性选择合适的清洗剂。但在应用化学清洗时，需要注意控制清洗剂的浓度、接触时间和温度，避免对膜材料和性能造成损害。

3 总结

总而言之，当前社会面临着十分严重的水污染问题，而膜生物反应技术在污水处理方面具有分离效率高、减少空间需求、可回用资源等优势。正因如此，相关人员需要合理掌握与应用初级处理、生物反应器、膜清洗等环节的操作流程与要点，以此来确保膜生物反应技术的应用成效，从而取得更好的污染效果。

参考文献 

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