环境工程污水处理中膜生物反应技术的运用

1、膜生物反应技术的相关概念
1.1膜生物反应技术的研发背景
虽然说我国地大物博，但是依然难以避免缺水的现状。伴随着经济的发展和城市化进程的加快，生活和生产活动中对水的 需求越来越大，而在用水的过程中，就不可避免的会产生污水， 污水不经过处理直接排放到环境中，会对环境造成极大的损伤， 19 世纪末期的英国就是因为没有做好污水处理，导致泰晤士河 被污染，对人们的生活造成了很大的影响。所以为了不重蹈英国 的覆辙，科学的处理污水是环境工程所要解决的一大问题。
在膜生物反应技术问世之前，污水处理采用的是普通的活 性污泥法，这种方法的操作难度较大，占用面积较广，不利于大 面积的推广使用，并且对污水的处理效果一般，难以促进水资 源的循环利用。而随着经济社会的不断发展，污水的排放量越 来越大，普通的活性污泥法难以处理生活和生产活动中产生的 大量污水，在这种背景之下，迫切地需要一种效率高、效果好的 污水处理方法，于是膜生物反应技术应运而生。
1.2膜生物反应技术的工作机制
膜生物反应技术是将膜分离技术和生物技术有机结合而产生的新形态污水处理技术。膜生物反应技术采用膜分离技术替代传 统活性污泥法中的二沉池，通过膜分离技术来高效地进行固液分 离，然后通过微生物与污水中的物质反应，降解污水中的有机物，然后再经过过滤，降低水的浑浊度，从而达到净化污水的效果。
1.3膜生物反应技术的技术类型
1.3.1连续循环曝气系统
连续循环曝气系统(continuous cycle aeration system, CCAS) 是膜生物反应技术中最典型的一项，这项技术能很好地辅助膜 生物反应技术的工作，能够有效地提升污水的处理效果。通过连 续循环曝气系统工艺的处理，能够实现污水污染的根源处理，能 够显著地降低污水中污染物的总量，从而使水净化的程度提升。
CCAS 技术的运用能很好地与污水中的洗涤剂进行反应，例如 洗衣粉、洗洁精等，所以CCAS 技术能很好地处理生活污水。而 且CCAS 技术的运用能很好地降低污水处理过程中的总能耗， 有一定的节能效果。
1.3.2动态内循环系统
膜生物反应技术在污水处理的过程中能发挥极致的效果，那么其中的循环系统就必须做好。在现有的技术中，膜生物反 应技术应用的时候，其内循环系统的效果较差，难以发挥膜生 物反应技术的最佳效果。而动态内循环技术能很好地改善膜生 物反应技术在处理污水的时候系统内水流动的情况。这种内循 环技术能够使系统中的污水循环流动，多次接触系统中的污 泥，充分发挥污水处理系统中的污泥效果，起到最大的过滤作 用。此外动态内循环系统的技术造价较低，能够在一定程度上 降低技术成本，而且动态内循环能使污水处理过程中对人工操 作的要求降低，也能减少一部分人工成本。而且动态内循环系 统在经过改良之后，能够很好地改善内循环系统内部的错流问 题，对污水的净化效果更加出众。
1.3.3组合式污水处理技术
不同来源的污水其中的杂质也是不同的，如果只凭借现在的技术的话，很难用一种技术来处理所有的污水，所以在处理 污水的过程中，很多时候都需要采用多种污水处理技术组合使 用的方法。例如在膜生物反应技术的应用中，有一项膜生物反应器 (membrane bio-reactor, MBR) 技术，这项技术便是膜生物 反应技术运用于实际而产生的新型污水净化设备。在污水的处 理中，还有经常采用膨胀颗粒污泥床 (expanded granular sludge bed, EGSB) 技术，这项技术主要是通过厌氧生物与污水反应，降解污水中的有机物，从而达到净化污水的效果。而组合式污 水处理技术，就是在处理污水的过程中，将这两项技术有机结 合，形成一种新的污水处理技术。这两项技术对于污水处理的 侧重点不同，MBR 技术能过滤掉污水中的悬浮物和一定的有 机污染源，而 EGSB 技术能很好地降解污水中难降解的有毒物 质。将两种污水处理技术有机结合，能够更好地处理来自不同 来源的污水，从而提高污水的净化效率。
2、膜生物反应技术的优点及弊端
2.1膜生物反应技术的优点
在污水处理领域来说，膜生物反应技术的优势是巨大的。相比于传统的活性污泥法，膜生物反应技术的污水净化效果更 好。在污水处理方面，膜生物反应技术能很好地将污水中的水 和有机污染物分离开来，效率比较高，效果也比较好。而且在污 水的处理过程中，膜生物反应技术能够很好地处理污泥沉降的 问题，膜生物反应技术下的污泥产出量只有传统的活性污泥法 的 30%，能够很好地弥补传统的活性污泥法在污泥排除方面的 不足，经过膜生物反应技术净化的水的水质会更好，浑浊度大 大降低，几乎接近于零，能非常有效的推动污水资源化利用，为 节省水资源方面做出巨大贡献。此外膜生物反应技术利用高效 分隔膜技术，能够将水和微生物分离，使对污水净化过程的操 作更加灵活稳定。膜生物反应技术采用的技术更加的高超，取 代了传统活性污泥法的三级处理方式，采用的是多合一的污水 处理系统，能够很好地减小规模，节省土地方面的投资。而且膜 生物反应技术的操作难度较低，设备寿命比较长，维护成本较 低，再加上其卓越的水资源净化效果，所以膜生物反应技术非 常适合大面积推广使用。
2.2膜生物反应技术的弊端
虽然膜生物反应技术的优势明显，但是膜生物反应技术作为一项新兴的污水处理技术，在推广方面还是有一定的难度。虽 然说大部分的污水处理企业已经在积极地学习膜生物反应技术 的相关知识，也在引进膜生物反应技术方面做了充足的努力，但 是很多污水处理企业仍然难以发挥膜生物反应技术的最佳效 果。而且膜生物反应技术由于其中运用了生物技术，所以在污水 处理的过程中，也要注意污水处理系统中微生物的生活条件，而 这一点对于企业来说还是相对比较困难的，微生物在最佳生存 条件下能有最大的活性，这样的污水处理效果最好，但是如果难 以保证微生物生存的最佳环境的话，就会造成污水处理效果大 打折扣。此外在污水处理过程中，分隔水和微生物的生物膜由于 比较细密，极易吸附一些微小的颗粒和其他的一些元素，如果吸 附到了微生物所不能分解的物质，那么就会造成生物膜的污染，极大地降低生物膜的使用寿命，而使用寿命的降低就意味着需 要频频更换，在这个过程中会大大增加维护成本。在污水净化的 过程中，生物膜的污染是必然的，所以技术研究人员需要加大对 生物膜的研发力度，让生物膜在受到污染的情况下，仍然能发挥 其净化效果，从而增加使用寿命，降低维护成本。
3、环境工程污水处理中膜生物反应技术的运用
3.1运用膜生物反应技术处理工业废水
工业发展的用水量是比较大的，所以工业生产过程中产出的工业废水也比较多。而且因为工业活动自身的特性，工业废水 的污染程度相对较深，对环境的污染较大，对人体的危害也比较 大。工业废水之中的成分较为复杂，所以其净化难度也相对来说 比较大。但是工业的生产一般都是比较集聚的，一个工业区一般 就只会生产一种，或者成分相差不大的几种产品，例如在生产电 瓶车所用电瓶的工业区就基本只会生产电瓶类的产品。所以在 工业废水处理的过程中，要充分考虑到所在工业区的情况，在根 据膜生物反应技术构建系统的时候，要注意其中微生物的选择，对微生物的选择要切合工业区的实际，这样才能达到最佳的污 水处理效果。另外一方面，在选择适合的微生物时也要充分考虑 到微生物生存的环境，例如在选择微生物的时候要结合所排废 水的水温和当地气温选择合适的微生物，还要考虑到废水酸碱 度的问题，有的微生物在酸性环境下能保持最高的活性，有的在 碱性环境下保持最高的活性，这些问题都要按照实际情况来进 行详细的分析，以达到最佳的污水净化效果为目标，根据膜生物 反应技术来构建一个科学有效的污水处理系统。
3.2运用膜生物反应技术处理生活废水
生活废水相比于工业废水来说，成分会简单不少，日常生活用水对于环境的破坏相对来说比较小。但是对环境的伤害小不代 表就可以任意地排放，对生活废水的处理也是非常有必要的。在 人们的日常生活中，洗衣服用到的洗衣粉、洗衣液，洗澡用到的肥 皂、沐浴露，刷牙用到的牙膏等，这些日常用品中所含的成分进入 水中，产生的水就是废水。生活用水的净化相对来说比较简单，因 为成分比较简单，在采用膜生物反应技术的时候，可以采用上文 中提到的连续循环曝气系统(CCAS)，CCAS 能够很好地净化水 中的洗涤剂，从而达到净化水的效果。对于城市生活污水来说，污 水处理公司可以很好地解决城市生活污水问题，相对来说，农村 的污水处理会比较麻烦一点，因为没有很专业的排水设施，导致 农村生活污水难以进行集中处理，而且要在农村修建集中排水设 施是比较困难的，基于膜生物反应技术而研发的小型净水器是可 行的，当然这只是一个思路，所以具体如何利用膜生物反应技术 进行农村生活废水处理，是相关技术研究人员研究的重点。
4、结语
虽然现在全球经济发展迅速，人们的生活水平得到了很大 的提高，但是水资源的短缺依然是既定存在的事实，污水的不 恰当处理会污染环境，会造成水污染，从而进一步地恶化水资 源短缺的现状。膜生物反应技术作为污水处理的一种科学有效 的方式，是应该被所有国家都重视起来的。通过利用膜生物反 应技术来构建污水处理系统，让污水的处理更加科学有效，从 而促进污水资源化利用，让水资源的利用更加科学有效。