摘要：伴随着我国的经济的飞速发展和人民生活水平的提高，在环境污水处理方面膜生物技术得到了广泛的应用。通过膜生物反应的手段和措施来提供水质保障，这样做有利于在最大限度内杜绝水质污染，体现了污水处理的综合效益。下文就MBR工程在污水处理中的应用进行了简要的阐述。
关键词：膜分离技术；污水处理；应用
1 膜生物反应原理概述
在污水处理领域，膜生物反应指的是在分离膜组件的辅助下，构成生物单元的组合，这类新型的处理手段建立在生物处理与二沉池技术的基础上。与传统技术手段相比，膜生物反应更加适用于污水处理，因此也表现出显著的实效性。膜生物反应的基本装置为膜生物反应器，在此基础上密切结合了膜分离与生物处理，体现了技术结合的优势。由此可见，膜生物反应诞生于膜分离技术，与此同时也吸收了生物处理的技术优势。这样做有利于在根源上保障污水处理的良好效果，确保达到优良的转化率。相比于传统的污水处理措施，膜生物反应具备了更强的处理性能。从现状来看，膜生物反应器具体包含了萃取反应器、曝气装置以及膜分离装置。在这其中，典型的应当属于膜分离反应器，这种类型的反应器具备生物特征。具体在运行时，膜生物反应器又包含了一体式以及分离式的不同类型，分类依据就在于放置生物膜的不同位置。此外，厌氧与好氧的反应器都可以适用于污水处理。
2 MBR工程在污水处理中的应用分析
2.1废水处理类型与工艺特点
MBR技术主要用于市政污水、工业废水以及受污染地表水的处理。在万吨/日以上级的大型MBR工程中，截至2014年，市政污水占总处理规模的74%，工业废水和受污染地表水则分别占18%和8%。可见目前市政污水仍是我国大型MBR的主要应用领域。
在市政污水处理领域，大型MBR工程所采取的主流工艺为厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器（A2OMBR）工艺及其变形，以适应同步生物脱氮除磷的要求。A2O-MBR工艺的变形包括UCT-MBR、分流式UCTMBR、多级UCT-MBR、倒置AAOMBR、多级AO-MBR等，主要是通过变换A/O池的排布方式、混合液的回流线路以及进水的分配方式而衍生得到。针对市政污水普遍C/N比偏低的问题，工艺设计的一大优化方向是通过节约碳源好氧消耗、增加内源碳利用，提升反硝化效率。当MBR工艺污泥龄较长、生物除磷不足以满足要求时，往往辅以化学除磷。当MBR出水需要进一步深度去除COD时，由于MBR对BOD的充分利用导致出水可生化性不足，可采用臭氧等物化方式降解COD或提升其可生化性，以利于后续工艺（如曝气生物滤池、反渗透等）的处理。在工业废水领域，MBR技术被广泛用于石油化工、煤化工、电厂、精细化工、印染、食品加工等多种废水的处理。2010年以前的大型MBR工业废水处理工程主要集中在石化领域，广东惠州大亚湾石化区污水处理厂（2.5万吨/日，2006年投运）是典型代表。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2013年以后随着煤化工（如煤制气）行业的迅速发展，MBR在煤化工废水的处理中也崭露头角，代表性工程如神华宁煤化工基地污水处理工程（3.6万吨/日）。此外，在精细化工、电子、印染、制药等领域亦不乏万吨/日以上级的大型MBR工程。
工业废水处理MBR整体工艺主要由MBR单元与配套的前处理及后处理工艺组成。MBR发挥生物降解和膜截留的双重耦合效果。前处理主要用于去除颗粒物、油脂、毒性物质，降低污染物浓度，并调节废水pH和可生化性等指标，从而保障MBR的运行有条不紊；后处理则是根据最终出水要求，通过高级氧化、曝气生物滤池、纳滤、反渗透等工艺进一步去除MBR出水中的污染物和无机盐。
2.2工程分布与典型案例
截至2014年，我国投运的万吨/日以上级大型MBR工程超过120座，单座处理规模主要分布在1万～5万吨/日，平均每座处理规模为3.7万吨/日（用于市政污水处理的平均规模为4.4万吨/日）。已有10座以上的特大型MBR（单座规模为10万吨/日以上）投运，预计2015年该数目将超过15座。北京和江苏是大型MBR工程应用最为活跃的地区。北京的MBR处理能力已逾100万吨/日。在太湖和滇池流域治理的驱动下，江苏和云南的MBR规模均超过40万吨/日。近年来MBR在水资源缺乏、生态系统脆弱的地区（如内蒙古和新疆）得到大力推广，内蒙古的大型MBR数量已达10座。从MBR分布的南北格局来看，我国北方地区约占大型MBR总规模的60%。在市政污水领域，一些10万吨/日以上级的标志性MBR工程引人瞩目。其中，2010年投运的广州京溪污水处理厂（10万吨/日）是我国首座大型全地下式MBR；2012年建成的北京清河污水处理厂三期工程是我国首座达到15万吨/日级别的MBR；2013年建成的昆明第十污水处理厂（15万吨/日）是我国目前最大的全地下式MBR。此外，还有一批20万吨/日以上级的特大型MBR在建，如武汉三金潭污水处理厂改扩建工程和福州洋里污水处理厂四期工程。在工业废水领域，神华宁煤化工基地污水处理厂、成都青白江污水处理厂技改工程、华电昌吉热电厂水处理岛、梅州经济开发区污水处理厂、绍兴东方华强纺织印染厂中水工程、呼和浩特托克托工业园污水厂等工程分别是2010年以来大型MBR处理煤化工、精细化工、电厂、电子、印染、制药等行业废水的典型案例。
3 膜生物反应器的应用前景
（1）膜生物反应器能够对高层建筑的废水进行回收利用，能够处理土地填埋场的废水，能够处理高浓度的有机废水。但是膜生物反应处理技术的工艺投资费用较高，在我国得到普遍化使用还是有着一定的困难。就当前而言，随着全球的水资源日益紧张，人们的环保意识日渐增强，所以终有一天膜生物反应技术将会在我国被广泛应用。（2）膜生物反应技术在对膜污染的放置过程、污泥产生量上都有着很大的优势，同时该项技术能够节约能源、成本低，所以具有着大规模生产的潜力。（3）膜生物反应器的一大优势是克服了对污泥沉降性能的依赖，并且能够取代二沉池，而且还能够达到除菌的效果。（4）因为膜生物反应器能够提供优质的水，占地面积较小等优点，所以膜生物反应器在污水处理和废水回收等工作上的作用越来越大，具有着非常广阔的前景。（5）在处理环境污水的过程当中虽然污泥的高浓度能够有效地较少膜生物反应器的占地面积，但是如果污泥的浓度过高也会对设备的运行产生不必要的影响，所以在运行的过程当中，应当注意控制污泥的浓度。
结束语
目前MBR主要被应用于市政污水领域，其工艺构成已趋成熟，而在工业废水领域，MBR的应用仍有待进一步扩展，MBR与多种工艺的组合运用模式有待进一步开拓，以适应不同行业废水的处理需求。MBR技术具有除去处理效率高、出水水质好、占地面积小、建造方便易行等优势，但现阶段MBR仍存在能耗相对较高、膜价格较高等不足。应充分发挥MBR的优势，扬长避短，这是未来MBR推广应用的发展方向。
参考文献
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论文作者:陈宽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/6
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