改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)呈高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，人民生活水平不斷提升，對(duì)居住環(huán)境提出了更加嚴(yán)格的要求，如何處理污水成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在此背景下，膜生物反應(yīng)技術(shù)受到人們的重點(diǎn)關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境工程污水治理中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)污水處理工藝的革新。膜生物反應(yīng)技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)。膜生物反應(yīng)器以膜生物反應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)，是膜分離技術(shù)和生物反應(yīng)器相結(jié)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(gè)膜組件，這些模組可以實(shí)現(xiàn)污泥的沉淀和分離，操作便捷，占地面積小，運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng)，便于控制，污水處理效果較強(qiáng)。因此，膜生物反應(yīng)技術(shù)應(yīng)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(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
1.1 分離效率高
環(huán)境工程污水處理可以應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)，與傳統(tǒng)污水處理技術(shù)相比，它無須利用過濾單元和沉淀池，會(huì)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(fù)荷隨之提升，系統(tǒng)抗負(fù)荷能力遠(yuǎn)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(jī)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(yīng)器可以有效分離活性污泥和廢水，將廢水的流動(dòng)范圍限制在膜腔內(nèi)部，提升進(jìn)水槽和出水槽連接的緊密性。生物細(xì)菌僅會(huì)在膜外流動(dòng)，而不能進(jìn)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(qiáng)。
1.3 延長(zhǎng)硝化細(xì)菌在膜生物反應(yīng)器中的滯留時(shí)間
生物膜可以減少甚至阻滯硝化細(xì)菌的流出，將膜生物反應(yīng)器中的硝化細(xì)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(yīng)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(dá)成污泥零排放的目標(biāo)。不僅如此，環(huán)保工程的污水處理應(yīng)用膜生物反應(yīng)器，還能減少污泥產(chǎn)率。研究發(fā)現(xiàn)，膜生物反應(yīng)器內(nèi)部缺少營(yíng)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(huì)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(yīng)能力是膜生物反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)之一，如果反應(yīng)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(jī)廢水等目的均可實(shí)現(xiàn)。
二、膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的實(shí)際應(yīng)用
2.1 EGSB-MBR組合技術(shù)的應(yīng)用
2.1.1 EGSB-MBR組合技術(shù)概述
EGSB指的是膨脹顆粒污泥床，屬于一種新型的厭氧反應(yīng)器，而MBR屬于膜生物反應(yīng)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(jié)合形成的組合技術(shù)，不僅兼具二者的優(yōu)點(diǎn)，還能對(duì)二者單獨(dú)應(yīng)用的不足加以彌補(bǔ)，尤其是處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)應(yīng)用這種組合技術(shù)，污水中化學(xué)需氧量的去除率可達(dá)80%，在使用厭氧處理器對(duì)污水進(jìn)行處理后，被膜生物反應(yīng)器可以對(duì)污水進(jìn)行好氧處理，污水中有機(jī)物的降解效果會(huì)進(jìn)一步提升，高效處理有機(jī)廢水的目的也會(huì)得以實(shí)現(xiàn)。
2.1.2 應(yīng)用實(shí)例
目前，大部分造紙廠在處理造紙廢水時(shí)應(yīng)用的設(shè)備為IC反應(yīng)器，這種反應(yīng)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(xiàng)技術(shù)的核心技術(shù)由外國(guó)把持，故國(guó)內(nèi)建設(shè)成本偏高，這項(xiàng)技術(shù)難以普及。而EGSB-MBR組合技術(shù)的出現(xiàn)，則有效解決了這一難題。為探究EGSB-MBR組合技術(shù)的污水處理效果，有研究通過試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了分析。
首先選擇試驗(yàn)用水，本次試驗(yàn)選擇南京市某造紙廠水解預(yù)酸化池中的出水。然后選擇試驗(yàn)裝置，本次試驗(yàn)選擇EGSB反應(yīng)器，其制成材料為有機(jī)玻璃，容積為30L。本次試驗(yàn)采用重鉻酸鉀快速法，其間使用便攜式DO儀。試驗(yàn)結(jié)果表明，造紙廢水處理應(yīng)用這項(xiàng)組合技術(shù)，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(shù)的應(yīng)用
2.2.1 技術(shù)概述
曝氣生物濾池是眾多膜生物反應(yīng)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的污水處理技術(shù)之一，在處理洗滌劑、膠體等雜質(zhì)時(shí)可以取得良好的效果，同時(shí)能夠提升環(huán)保工程各個(gè)環(huán)節(jié)的污水處理效率，簡(jiǎn)化處理步驟。一般來說，污水處理負(fù)荷較高，消耗的負(fù)荷也偏高，如果環(huán)保工程污水池能夠合理應(yīng)用曝氣生物濾池技術(shù)，就可以降低污水處理負(fù)荷。
2.2.2 應(yīng)用實(shí)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(duì)應(yīng)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(qiáng)化廢水處理效果，該啤酒廠應(yīng)用了曝氣生物濾池技術(shù)。其應(yīng)用流程分為以下幾個(gè)步驟：將廢水輸入調(diào)節(jié)池中，并對(duì)廢水的水質(zhì)和水量進(jìn)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(jìn)入水解酸化池后，會(huì)受到水池中水解酸化菌的影響，廢水中的大分子有機(jī)物會(huì)被水解酸化菌分解，轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿佑袡C(jī)物，為好氧微生物吸收創(chuàng)造有利的條件。與此同時(shí)，水解酸化菌還可以將一些固體有機(jī)物分解成溶解性有機(jī)物，有利于BAF生化過程的進(jìn)行。水解酸化池中的廢水會(huì)被輸送到BAF反應(yīng)器，完成除碳主反應(yīng)，反應(yīng)后即可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目的。
2.3 動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用
動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)就是指動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，這種反應(yīng)器膜的基底原料是一種價(jià)格低廉的微網(wǎng)材料，制造成本較低。這項(xiàng)技術(shù)還充分利用活性污泥具有良好過濾性的特點(diǎn)，不僅可以對(duì)污染物進(jìn)行過濾處理，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的回收再利用。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用這種膜生物反應(yīng)器過濾污染物的時(shí)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(dá)90%，并且動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器的內(nèi)循環(huán)動(dòng)態(tài)模式有利于提升反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的內(nèi)流性，增強(qiáng)混合液的處理和混合效果。與分離生物反應(yīng)器相比，該反應(yīng)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(dá)到52%。
三、膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)
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(jìn)水量，但進(jìn)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(guān)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(huì)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(guān)系到膜污染的程度。如果污泥濃度較高，那么污泥負(fù)荷就會(huì)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(huì)對(duì)固液分離效果造成不利影響。在EPS(細(xì)菌胞外多聚物)方面，高分子黏性物質(zhì)會(huì)對(duì)活性污泥混合液中的絮體形成造成嚴(yán)重的影響。研究結(jié)果表明，EPS會(huì)對(duì)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(guān)系為負(fù)相關(guān)，簡(jiǎn)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(yùn)行溫度和膜通量。適當(dāng)提升運(yùn)行溫度，有利于保證膜分離過程的平穩(wěn)進(jìn)行，究其原因，主要是黏液黏度會(huì)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(huì)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(huì)受到膜性質(zhì)的影響，故在環(huán)境工程污水處理過程中應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)時(shí)，選擇合適的生物膜十分重要，通常，應(yīng)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(duì)其進(jìn)行改性處理，增強(qiáng)生物膜的通量，避免出現(xiàn)膜污染問題。
3.2.2 對(duì)混合液特性進(jìn)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(yù)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(dá)成降低膜過濾阻力的目的。PAC顆粒可以增加生物固體回流，降低濾餅層厚度。
3.2.3 對(duì)膜分離操作條件進(jìn)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(duì)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(cuò)流過濾的方式予以應(yīng)對(duì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，終端過濾、錯(cuò)流過濾和反沖洗相結(jié)合所構(gòu)成的過流過濾復(fù)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(dāng)借鑒，優(yōu)化膜分離的操作條件。
四、結(jié)論
在綠色環(huán)保理念貫徹落實(shí)的背景下，膜生物處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境工程污水處理中，取得了顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，具有非常高的推廣價(jià)值。但與此同時(shí)，膜生物反應(yīng)技術(shù)在應(yīng)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(shù)人員應(yīng)該予以關(guān)注，并根據(jù)污染問題的成因，采取有針對(duì)性的措施，降低膜污染問題的發(fā)生率，只有這樣，才能促進(jìn)我國(guó)膜生物處理技術(shù)的發(fā)展。( >
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