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环境工程污水处理中膜生物反应技术的运用

2023-09-01 107 上传者：管理员

摘要：城市化发展水平不断提高的背景下，污水排放量不断增加，给水资源造成很大污染，如何高效处理污水成为了环保工程的重要课题。污水处理可选择的方法很多，其中膜生物反应技术凭借优良的效率被广泛应用。现针对环境工程污水处理中膜生物反应技术的应用，展开具体的论述，提出膜生物反应技术运用的策略。

关键词：
污水处理
环境工程
环境科学
膜生物反应技术
资源利用
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引言

环境工程污水处理技术的应用，通过改变污水的性质，使得污水对环境水域不产生危害并且实现排放。一般来说，城市污水处理主要分为三级。其中，一级处理采用物理处理法，主要去除不溶解污染物与寄生虫卵；二级处理采用生物处理法，主要去除有机物，经过氧化降解后成为简单的物质；三级处理采用化学沉淀法，主要去除磷氮和难降解的有机物。随着污水处理技术水平的不断提高，涌现出很多新技术，可为污水处理提供选择。分析污水处理技术的应用优缺点与工艺方法，总结技术应用经验，助力相关工程的建设，有着重要的意义。

1、膜生物反应技术的概述

从膜生物反应技术的应用原理分析，使用膜生物反应器，即MBR，发挥其强大的污水处理能力，进而达到污水处理的目的。

一般来说，反应器划分为萃取生物反应器、膜爆气生物反应器、膜分离生物反应器。目前，应用较多的属膜分离生物反应器，有着成熟的工艺。基于生态城市建设背景，污水处理工作要求不断提高，采用膜生物反应技术，对污水进行相应的处理，通过工艺技术的有效应用，可以全面提高污水处理的效率。

2、膜生物反应技术分类与优劣

2.1污水处理法

2.1.1生物滤池

目前，环境工程的污水处理项目中，使用的生物滤池法，主要是建设生物滤池、初沉池、二沉池，支持膜生物反应技术的应用。采用生物滤池的方式，发挥方法的应用优势，能够达到污水处理的要求。采用此技术手段，过滤出来的水质量比较稳定。不过，生物滤池方法的应用也有着一定的劣势，即土地资源需求大。在进行基础设施建设时，需土地资源的支持。此外，还会给周围的生态环境与卫生情况带来一定的影响。随着技术研究的增加，推出了一种新的生物滤池法，也就是塔式生物滤池法，实际应用中对土地资源的需求很小。而且塔式生物滤池法的应用，有着很明显的层次关系，可实现对污水处理成本的控制。污水处理项目中，可结合具体需求，对比塔式生物滤池与传统生物滤池的优缺点，选择适宜的技术方法，支持污水处理工作的开展。

2.1.2 MBBR法（移动床生物膜反应器法）

从MBBR技术的应用来说，操作原理简单，实际应用中将一些颗粒状的材料当作生物膜的载体，因为此类材料与水的密度较为相似，具有一定的溶解性优势，可有效吸引有机物，进而形成生物泥，最终实现污水的净化处理。从MBBR的众多优点来说，最为突出的是其微生物浓度高，且拥有比较长的食物链。此外，污水处理方面，还能够减少能量损耗，传质速率很高，促使水与载体可以深度结合，提高污水处理的效果。除此之外，在污水处理投资方面有着很大优势，不仅占地面积小，而且后期维护保养的成本低，因此被广泛的应用。

2.2污水处理工艺

2.2.1 TF/SC

从污水处理实践分析，采用的膜生物反应技术，常用的工艺为TF/SC，即高负荷生物滤池/固体接触工艺。

在污水处理方面，关键环节如下：（1）污水进入到处理厂之后开展预处理，之后进入到初沉池。在初沉池内，对污水中的固体颗粒物进行处理，完成后再进入到生物滤池。在生物滤池中，利用碎石或者塑料制品填料制作高负荷生物滤池，使得污水和填料表面微生物膜间隙接触，最终达到污水净化的效果。（2）污水要按照工艺流程，依次进入到生物滤池、固体接触池以及絮凝沉淀池，完成相应的处理后，再进行消毒出水。整个处理过程中，对于絮凝沉淀产生的回流污泥，要求再次回到固体接触池，再次进行处理。从工艺的运用优势分析，污水处理耗时短，且污水处理成本低，处理后的水质可以达到高标准。除此之外，污水处理工艺操作简单，有着一定的稳定性。

2.2.2生物接触转盘工艺

从膜生物反应技术的应用实际分析，采用生物接触转盘工艺，可起到积极的提升作用。此工艺为污水灌溉的优化，可以促使菌类微生物盘附在转盘上长期繁育形成一种膜状。根据污水处理需求，建设污水沉淀池，促使污水可以和生物膜接触，将微生物的有机污染物当作营养物，最终实现污水的净化处理。此工艺最早出现于20世纪50年代，目前很多国家都在积极推广此污水处理工艺。生物接触转盘工艺的应用，具有耗能少与成本低的优势，不过运行初期的成本高，因此影响到技术的广泛应用。

2.2.3生物曝光滤池工艺

一般来说，生物曝光滤池工艺的运用，在污水处理方面主要有两种流程，涉及到的处理环节不同。

其一，污水处理流程先将待处理的污水引入到污水处理厂，开展预处理之后，引入到初沉池，完成此环节的处理后，再引入到生物曝气滤池进行净化处理。生物曝气滤池运行中，采用池上进水方式，因为空气和水流的方向不同，所以水流速度比较低，不需要布置二沉池。在初沉池完成处理后的污泥，将会在生物曝气池内经过反复冲洗，流水再回到预处理出水，开展二次污水处理，最终进行出水消毒。其二，污水处理流程中池底进水方式运用在生物爆气滤池，水流和空气流的方向相同，水流负荷很大，完成处理后的水还要经过二沉池的再次处理。从生物曝气滤池方法的应用情况分析，经过很长时间的发展，且得到大规模使用，处理设备与技术完备，工艺水平能达到脱氮脱磷的高要求，整个处理过程能源消耗少，出水水质可以达到要求，被广泛应用。

3、膜生物反应技术的应用策略

3.1做好膜生物反应技术的分析

目前，城市污水处理实践中，膜生物反应技术的应用广泛，在焦化废水、印染废水以及制药废水等方面，都可以发挥积极的作用。焦化废水因为成分比较复杂，拥有很多类型的无机物与有机物，属于难降解工业废水。在进行处理时，需投放高效菌种，运用固定化和高效降解微生物法等，实现高效处理。印染废水含有的有机物很多，早期采用的生物膜法，难以有效去除废水中的有机物，应用高效脱氧色菌与PVA降解菌，能够起到加快生物膜形成速度的作用，且具有很好的稳定性，污水处理的效率高。制药废水主要利用混合菌种进行处理，可获得不错的降解效果，可全面提高降解的速度与效率，同时具有很强的稳定性与抑制能力，有效改善其他杂菌生长。环境工程中污水处理工作中，采用膜生物反应技术，为有效发挥技术的应用价值，还需要注重优化工艺设计，例如优化高负荷生物滤池工艺，加强对生物爆气滤池工艺负荷与冲洗间关系的研究，不断优化处理工艺。此外，还要加强对高负荷生物滤池工艺与生物曝气滤池工艺滤料的研究，探索高强度的材料，进一步提高膜生物反应技术的应用水平。

3.2做好膜污染的防治

从环境工程污水处理实践分析，采用膜生物反应技术，需有效应对膜污染问题，进而提高污水处理的水平。

实践中，可采取以下防治措施：（1）改善膜性能。在污水处理时，使用的膜材料，将会吸附很多的污染物。如果未能做好定期有效清理，那么会引发膜污染问题，影响到污水的处理质量。为避免此问题的出现，需做好膜选择的控制。在选择膜材料时，以孔隙度、亲水性、孔径等为技术指标，做好对比分析，选择适合的材料。通过不断优化膜生物反应技术，增强膜的疏水性，防范污水处理过程中产生其它的污染问题。（2）改善污泥的特性。环境工程污水处理实践中，运用预处理的方法，积极改善污泥特性，能够有效避免膜污染的风险。通过将PAC颗粒添加到污泥中，发挥颗粒材料的优势，有效改善活性污泥的过滤性能，同时有效减少滤饼层厚度，减少膜过滤的阻力，全面提高污水处理的效果，有效发挥膜材料的价值。（3）优化膜分离条件。从预防和控制膜污染的角度分析，积极优化膜分离技术，有着重要的意义。一般来说，污水处理实践中，主要是发挥终端过滤、交叉流过滤以及逆向冲洗的优势，搭建复合处理系统，发挥各模块的应用优势，全面提高污水处理的效果。（4）改进膜反应器。结合污水处理的需求，对反应器内部结构的设计进行优化，科学合理控制空间间隙，强化膜污染的控制。此外，对流道结构进行优化，发挥水流的冲击作用冲掉污染物，避免膜污染的出现。加强对膜污染产生原因的分析，围绕各环节进行优化和升级，提高污水处理水平，达到高处理要求。

3.3合理发挥膜生物反应技术的应用优势

从环境工程污水处理实践分析，为有效发挥膜反应技术的应用价值，需合理技术方案，有效发挥技术的应用价值。例如，对于动态内循环技术的应用，需做好反应器的质量控制，注重反应器的升级优化。根据废水的类型特点与污水处理要求，改进反应器装置，设计动态的在线反应器，有效减少对人工操作的依赖度。在膜生物反应器技术应用环节，合理利用微米材料，实现对废水处理成本的有效控制，进一步增加企业的效益。采用动态循环的方式，运用活性污泥的吸附原理在，支持污水的高效化处理，通过高产污泥的反复过滤或者系统吸附，促使各类反应物可以得到有效处理。值得一提的是，当前很多污水处理项目中采用的是侧吹法，极易造成不合理泄露或者其他问题，影响到废水的处理效果。为避免上述问题的出现，需结合废水的处理情况，设置立式水流风机，实现对水流量的有效控制，进而有效发挥内部动态反应的应用价值。

根据污水处理的实际需求，围绕污水处理常见的问题，引入新型设备和技术，进一步提高处理的效果。例如，使用EGSB（增强型颗粒污泥床），此装置属于第三代厌氧消化器，在原来的设备基础上进行改进，增加了污水再循环系统，同时优化了对消化器中有机物的吸收，可以保证废水中有机物与微生物的接触效果，增强了接触的均匀性与密集性，增加了生化反应的速度，有效提高了生物降解的效率。通过和膜生物反应器技术的有效结合运用，做到优势劣势的互补，进而增强污水处理的效果。举例来说，膜生物反应器的应用，常常因为吸附过多的污染物，最终影响到流速与水质；采用颗粒污泥反应器技术，经过长时间的运行后，将会降低对氨氮排放与悬浮固体的净化效果。通过结合使用两项技术，发挥技术优势互补的作用，可全面提高污水处理的效果。根据环境工程的要求，结合污水类型设计合理的处理方案，通过科学合理建设污水处理系统，配套相应的软硬件设施，提高污水处理的效果，降低污水处理的成本。对污水处理系统运行情况进行全面分析，不断优化和完善处理工艺，进一步提高污水处理的效益，避免各类问题的出现。

4、结语

综上所述，环境工程污水处理工作的要求不断提高，采用膜生物反应技术，发挥技术的应用价值，可有效提高处理的效率与质量，不过此项技术也有应用的优缺点，需结合污水处理工程的实际情况，合理选择处理方法，做好工艺运用过程的控制，保证技术应用价值得以发挥。文中结合技术的应用实践，进行具体分析，总结了相关经验，以期为有关人员提供参考借鉴。

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文章来源:郑哲.环境工程污水处理中膜生物反应技术的运用[J].清洗世界,2023,39(08):52-54.