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污水處理膜生物反應技術

1、膜生物反應技術的基本原理及技術分類

　　目前，在污水治理領域，常用的技術模式包括物理處理法、化學處理法和生物降解法，其中膜生物反應技術(MBR)屬于生物處理法的一種應用，是運用膜技術和生物降解法結合而成的新興技術，具有較為高效的凈化效率和優秀的出水水質，在環境工程污水治理領域得到了廣泛的應用，即擁有生物降解法對有機物的分離能力，又可以像超濾技術那樣對分子質量較小的雜質進行過濾，在綜合凈化方面具有明顯的優勢。一般情況下，膜生物反應技術主要有分離、曝氣及萃取3種生物反應器，本文主要討論的應用較為成熟的是膜分離生物反應器技術。此外，由于生物反應技術會依據水質含氧量投放不同的有機生物膜，包括好氧型和厭氧型膜生物反應器;若根據反應器結構模式劃分，則分為多單元膜生物反應器和一體式膜生物反應器“。

　　2、膜生物反應技術工藝的優劣勢

　　2.1 膜生物反應技術的優勢

　　膜生物反應技術通過將膜分離技術和生物處理技術的有機結合實現了污水的深度凈化，因此，也吸收了2種污水治理技術的優點，在環境工程應用中占有一定的優勢：

　　(1)膜生物反應技術能夠顯著降低污泥產量，運用膜分離單元對雜質及有機物的隔離作用，將污泥限制在反應器內部，由于池內的環境不利于有機物的繁殖，反應器內的污泥缺乏生成所必要的氧氣等營養物質，使污泥的產量大幅降低，以實現低排甚至污泥零排放的目的，也是膜生物反應技術在環境工程污水凈化應用中的主要優勢。

　　(2)膜生物反應器的分離質量和效率都非常高，在反應器結構設計中，由于生成污泥量較小，不設置過濾和沉淀單元，減少了污水處理的設備占用空間，使結構成本和運營成本顯著降低，具有較高的性價比，且不存在污染沉降的一系列復雜問題，提升了污水凈化效率。反應器內通過加壓的方式使廢水滲透生物反應膜，將雜質和無機物隔絕在外，以達到將廢水和微生物分離的效果，提高了污水處理質量。

　　(3)該技術可保持反應器內較高的活性生污泥濃度，從而使單位時間內的降解分離量即有機負荷提高，加速生物處理效率，反應器內的活性污泥濃度可以達到8000m/L以上，使反應系統內微生物的更新時間延長，污泥齡大于10d，保障了有機廢水的出水質量。

　　2.2 膜生物反應技術的劣勢

　　盡管膜生物反應技術具有高效、高質、成本低、結構簡單的優勢，但在應用過程中也暴露出一些問題。首先由于生物膜本身是由有機物組成，在污水滲透過程中吸附和過濾掉的雜質更多，一些分子結構較小的物質會堵塞住滲透孔，使生物膜在投入一段時間后的出水效率降低，從而影響出水質量;此外，經常更換反應器會增加污水處理過程中的維護費用，使其喪失性價比的優勢，這也是業內亟待解決的課題。在膜生物反應技術的應用過程中，環境工程單位應當加強這方面的技術研究，改進膜生物反應器的弊端，使其更好地為污水凈化工作提供服務。

　　3、環境工程污水治理中膜生物反應技術的應用

　　3.1 動態內循環反應技術

　　動態內循環反應技術是在膜生物反應技術的基礎上進行優化，形成了動態式內循環反應器(DMBR)，其技術原理是運用有機過濾生成的動態膜來模擬超濾膜的過濾方式，由于使用大孔徑的濾膜材料，使該反應器的制造成本非常低廉，值得普及和推廣。依據實驗室數據，動態內循環反應器的凈化準備周期只有20min，濾餅層就可發揮作用，對COD、氨氮、TN、仰的濾除效果都比較出色，其中對cOD的去除率約為95%，由于該反應器采用的內循環動態模式使結構的內流性更好，混合液混合較為均勻，要顯著優于分離生物反應器的進化效果(約為88%);對氨氮平均去除率約為98.25%，較曝氣反應器高7，6%;在總氮去除方面，由于動態生物膜的分離作用，在反硝化方面處理效果較好，TN去除率達到51.25%，比普通膜生物分離器的32%去除率高出近20%;在總磷處理方面，TP去除率約為86.8%，比常規凈化效率高出—倍以上。

　　3.2 EGSB—MBR重組技術

　　膨脹顆粒污泥床(EGSB)是第三代的厭氧反應器，在第二代上流式厭氧反應器的基礎上加設了出水回流系統，在有機物滲透方面加強了反應器內液的融合，使有機質與微生物的接觸更為均勻、緊密，加快了生化反應速度，從而提高了生物降解效率。而EGSB與膜生物處理技術的結合可以使2種應用的優點集中在一起，并且互補兩者的劣勢。例如，膜生物反應技術在使用一段時間后會出現吸附雜質過多導致的通水量下降和水質變化，EGSB反應器對氨氮類物質的凈化能力及懸浮物的沉積能力較弱，通過EGSB—MBR重組技術對二者的優缺點進行互補整合，從而提高凈化系統整體運行的穩定性。

　　3.3 曝氣濾池技術

　　曝氣濾池技術是膜生物反應技術的一種技術分類，目前在實際應用中主要是配合分離反應器的工作，運用氣浮工藝，在曝氣生物反應池內投放膠體和專用洗滌劑等制品進行絮凝法處理，運用廢水的化學特性對其進行中和及沉淀處理，使污水整體的污染物與水分離開，達到基本凈化的效果。目前，業內正在嘗試將曝氣反應器與其他膜生物反應技術進行結合性的技術改造，以優化生物膜降解過程中出現的吸附有毒物質過多和處理效率受時間影響降低等問題，以調節反應器的使用壽命和出水質量。

　　4、結語

　　本文簡述了膜生物反應技術的基本原理及分類，并對該技術的優劣勢進行分析，得出膜生物反應技術具有較高的分離效率和降解能力，但同樣有反應器使用周期短、處理效率受水質影響較大的問題。目前，EGSB—MBR重組技術、內循環生物反應技術是較為常用的污水處理應用，且正在逐步增強復雜水質下的處理能力并延長膜反應器的使用壽命，使該技術在污水治理領域得到更好的應用。望本文研究內容得到相關企業單位的關注，為更好地推動污水處理技術的發展提供建設性意見。

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