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

刘雁玲

湖北碳峰环保咨询有限公司

湖北省武汉市430000

摘要：膜生物反应技术以其卓越的去除效率、相对较小的占地面积和对环境友好的特性，吸引了广泛的关注。文章将深入探讨膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用，旨在剖析其在解决水资源短缺和水环境污染等问题上的潜在价值，全面了解膜生物反应技术在推动环境工程领域迈向更为可持续和创新的未来中所扮演的关键角色。

关键词：膜生物反应技术；环境工程；污水处理

引言

膜生物反应技术是一种较为常见的污水处理技术，在环境工程中有着较为广泛的应用。在当前经济快速发展的背景下，污水处理已经成为环境工程中的重要内容。基于推动社会可持续发展和加强环境保护的目标，应在加强环境工程建设发展的过程中提高对于污水处理的重视，积极探讨包括膜生物反应技术在内的各类先进技术在污水处理中应用的实际效果，以此来更好地提升环境工程质量。

1膜生物反应技术的机制

膜生物反应技术（Membrane Bioreactor, MBR）是一种将传统活性污泥法与膜分离技术相结合的先进污水处理技术。其机制涉及生物反应和膜分离两个主要方面。

1.1生物反应机制

污水首先通过生物反应器，其中含有活性污泥微生物群落。这些微生物能够降解污水中的有机物，将其转化为二氧化碳和水等较为无害的物质。MBR系统通常包括好氧和厌氧两个阶段。好氧阶段利用氧气促使微生物降解有机物，而厌氧阶段则通过在缺氧条件下进一步降解有机物，提高处理效率。活性污泥中的微生物通过吸附、吸附解吸、生长繁殖等生物物理化学作用，将废水中的有机物质降解为可溶性和不可溶性的废泥颗粒。

1.2膜分离机制

MBR系统中采用微孔膜或超滤膜，这些膜能够有效地过滤掉废水中的微生物、悬浮物、胶体颗粒等固体颗粒，防止它们进入后续的处理阶段。膜的通透性使水分子能够通过，而有机分子和微生物被截留在膜表面，实现了污水的固液分离。由于膜在操作过程中可能会受到颗粒物的堵塞，需要定期进行清洗。清洗过程可以采用化学清洗、气体清洗等方式，确保膜的长期稳定运行。

2膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用

2.1处理生活污水

生活污水通常包含大量的悬浮物、生物和其他固体颗粒，因此在进入MBR 系统之前，通常需要进行预处理，这可能包括物理处理方法，如格栅、沉砂池等，以去除大颗粒物。生活污水进入MBR 系统后，其中含有的有机物质被活性污泥中的微生物降解为较为稳定的物质。MBR 系统中的生物反应器提供了理想的环境，使微生物能够高效地进行好氧和厌氧降解。MBR系统通过微孔膜或超滤膜进行固液分离，有效地将水中的悬浮颗粒、微生物和其他固体截留在膜表面，这防止了这些颗粒进入后续处理阶段，确保出水水质的稳定性。由于膜的物理障碍作用，MBR 系统产生的出水水质相对稳定，满足环保标准，这对于生活污水处理非常重要，因为出水水质需要符合相关的卫生和环保标准，以便进行再利用或直接排放。相较于传统的活性污泥法，MBR 系统的结构较为紧凑，占地面积较小，这在城市环境中特别是空间有限的地区是一个重要的优势。MBR 技术由于固液分离效果较好，减少了传统污水处理方法中产生的废水污泥量，降低了废物处理的负担。MBR 系统处理后的水质较为清洁，可用于灌溉、工业用水或其他再利用目的，有助于水资源的可持续利用。MBR 技术能够高效去除生活污水中的有机物、氮、磷等污染物，提供更为全面的污水处理效果。

2.2处理工业污水

工业污水通常包含各种复杂的有机和无机物质，以及悬浮物、油脂等。在进入MBR 系统之前，通常需要进行预处理，如沉砂、过滤、调整pH 等，以确保废水中的颗粒物不会损坏膜。工业污水中的有机物质通过MBR 系统中的生物反应器，被微生物降解为较为稳定的物质。MBR 系统提供了理想的生物处理环境，能够适应不同种类和浓度的废水。MBR 系统使用微孔膜或超滤膜进行固液分离，阻止微生物和固体颗粒通过，确保水质出水的稳定性。这对于处理工业污水中可能存在的颗粒物、胶体等是至关重要的。MBR 技术能够高效去除工业污水中的各种有机物、重金属、氮、磷等污染物，提供更为全面的污水处理效果。由于膜的物理障碍作用，MBR 系统产生的出水水质相对稳定，有利于满足环保标准，这对于处理工业污水，尤其是对出水水质要求较高的场景非常重要。MBR 技术适用于处理高强度和高负荷的工业废水，对于不同种类和浓度的废水都表现出较强的适应性。由于MBR 系统的固液分离效果较好，减少了传统活性污泥法中产生的废水污泥量，降低了废物处理的负担。MBR 系统处理后的水质较为清洁，可用于工业用水再利用，有助于降低对自然水资源的依赖。MBR系统通常配备了先进的监测和自动化控制系统，能够实时监测水质参数和系统运行状况，以便进行及时调整和优化。

2.3在回用水处理中的应用

膜生物反应技术在回用水处理中至关重要。回用水处理旨在将经过处理的废水再次用于特定的用途，如灌溉、工业生产等。在这一过程中，选择适当的膜材料和反应系统设计显得尤为重要。例如，针对不同类型的回用水，需要采用不同孔径的膜材料，以确保其能够有效去除悬浮物、微生物和病原体，特别是用于灌溉的回用水，需要选择具有较小孔径的微孔膜以保证水质的安全性。除了膜材料的选择，控制反应条件也是确保回用水质量的关键。通过合理调控膜生物反应系统的操作参数，如温度、pH、溶解氧浓度等，可以提高废水中有机物和氨氮的去除效率，保证处理后的水质符合回用要求。另外，定期的维护和清洗膜组件也是保证膜生物反应技术系统稳定运行的重要措施。及时清除膜表面的污垢和生物，可以维持膜的通透性，保证其正常运行；维护包括定期检查膜的状态，修复或更换受损的部件，确保反应系统的正常运行。

2.4在资源回收中的应用

膜生物反应技术在资源回收中展现了巨大潜力，对于可持续发展和环境保护起到至关重要的作用。应用膜生物反应系统处理污水中对水体生态系统和公共健康构成潜在风险的微量元素，并将微量元素收集利用，可以实现资源回收。在传统的废水处理方法中，微量元素的去除极为困难。然而，膜生物反应器内的微生物群体拥有高度的降解能力，能够有效降解这些微量元素，将废水转化为更为清洁和环保的状态。膜生物反应技术的应用，能够降低水体中微量元素的浓度，减少其对环境和生态系统的不利影响，为保护自然生态系统、维护水生生物多样性和促进渔业和水产业的可持续发展奠定基础。同时，膜生物反应技术可将废水中的微量元素收集起来，加工成化肥用于农业生产。氮和磷是农业和工业生产中的关键但有限的养分，通过应用膜生物反应技术，氮和磷可以得到有效回收，并供应给肥料生产和农业使用，为农业的可持续性发展和生态平衡提供重要资源[4]。

结束语

综上所述，膜生物反应技术是一项能够有效满足环境工程污水处理需求的技术。以该技术为基础实现对于环境工程污水处理效果的优化，已经逐渐成为污水处理发展的主要方向和趋势。基于此，应在充分考虑当前膜生物反应技术应用存在问题的前提下，采取积极有效的优化措施来保障和提升污水处理的实际效果，从而更好地为经济和社会发展所服务。

参考文献：

[1]朱佳洁.环境工程污水处理中膜生物反应技术的运用[J].皮革制作与环保科技,2022,3(15):9-11.

[2]罗小虎,黄凯,张叶等.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用[J].当代化工研究,2022,(03):66-68.

[3]肖颂娜,林保红.环境工程污水处理中膜生物反应技术分析[J].皮革制作与环保科技,2022,3(02):13-15.

[4]赵书芳.环境工程污水处理中膜生物反应技术的运用[J].皮革制作与环保科技,2022,3(01):104-105+108.

[5]孙东刚,陈有丽.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用探析[J].绿色环保建材,2021,(12):47-48.