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摘要：当前，我国经济水平不断提高，居民生活水平日益提高，生活和工业污水排放量也在不断增加，污水处理问题得到了广泛关注。同时，我国污水排放标准不断提高，对污水处理提出了更高的要求。膜生物反应器（膜生物反应器）将膜分离与生物处理相结合。传统污水处理工艺采用膜组件代替二沉池，达到污泥分离效果。由于其出水水质好、污泥浓度高、污泥产量低的优点，越来越多的研究者对膜生物反应器处理技术进行了相关研究，并在许多工程中得到了应用。
关键词：膜生物反应器；污水处理；应用
1 膜生物反应器简介
膜生物反应器是将膜分离技术与生物废水处理技术相结合的新型废水处理系统。它的主要组成部分是生物反应器、膜组件和控制系统。其中，生物反应器主要产生污染物降解，为降解过程提供了场所。膜组件由膜及其支撑部分组成，是整个反应器的核心部分。
由于膜组件的不同及膜组件与生物反应器不同的结合方式, 膜生物反应器可以有多种分类方法:
1.1 根据生物反应器反应过程是否需要曝气可以分为好氧型膜生物反应器和厌氧型膜生物反应器。其中好氧型主要用于处理城市废水和生活污水, 厌氧型主要处理高浓度有机废水。
1.2根据膜组件中膜的形式及排列方法, 膜生物反应器可以分为板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式和中空纤维式膜组件。其中, 常见的有板框式和中空纤维式。
1.3根据膜组件作用效果, 其可以分为分离式膜生物反应器、曝气式膜生物反应器和萃取式膜生物反应器, 分离式主要用来去除污水中的悬浮颗粒, 高效地完成固液分离。曝气式主要应用于高需氧量废水的处理。萃取式主要用于工业废水处理中, 用来完成废水中污染物的萃取收集。
1.4根据膜组件与生物反应器的位置摆放不同, 膜生物反应器可分为分置式和一体式膜生物反应器。分置式膜生物反应器又称循环式膜生物反应器, 混合液通过增压进入组件内部, 在压力作用下, 液体透过膜而固体颗粒被截留, 浓缩液回流至生物反应器进行循环。而一体式则是直接将膜组件放在反应器内部。
1.5根据生物反应器中膜组件膜的孔径大小, 膜生物反应器可分为微滤、超滤、纳滤、渗透汽化等反应器。
2膜生物反应器的应用现状
2.1 A/O-膜生物反应器组合工艺
A/O工艺除了具有降解污水中COD的作用外, 还可有效去除污水中的氨氮。由于硝化菌繁殖速度较慢, 世代周期长, 因此需要较长的污泥龄。将A/O工艺和膜生物反应器工艺结合可以有效提高污泥龄, 有利于硝化菌的生长, 提高了脱氮效果。同时, 膜生物反应器反应器较高的污泥浓度增强了系统的抗冲击负荷能力, 保证出水水质稳定, 且占地面积仅为传统活性污泥法的1/5~1/3。
2.2 BAF-膜生物反应器组合工艺
膜生物反应器虽然具有许多优点，但在实际应用中存在着严重的膜污染问题，导致其成本高，推广难度大。BAF将生物接触氧化与生物过滤器相结合，具有生物氧化降解和过滤的功能。反应器内微生物主要生长在填料上，悬浮微生物浓度远低于传统生化池，可以有效控制膜污染。
2.3 EGSB-膜生物反应器组合工艺
厌氧膜生物反应器是将厌氧生物技术与膜技术相结合用来处理污水的新型设备, 包括厌氧滤池-膜生物反应器、UASB-膜生物反应器和EGSB-膜生物反应器等。由于厌氧反应器不需要曝气, 其膜污染问题比好氧膜生物反应器更为严重。EGSB是第三代厌氧反应器, 在UASB的基础上增加了循环回流的设计, 不仅可以提高污泥和进水的混合效果, 还可以提高反应器内水流速度, 增大对膜的冲刷作用, 减缓膜污染。
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3膜生物反应器在污水处理中的应用分析
3.1在工业废水处理中的应用
在处理工业废水时，膜分离装置能够代替沉淀池实现油水分离功能，同时还能有效回收再利用废水中确定粒径范围内的可回收物质。膜生物反应器对含油工业废水进行深度处理时，要确保满足氮需求条件下，去除油与 COD 的效率能够达到 99%、97%。膜生物反应器在对 30%浓度的含苯废水进行处理时，苯去除率能够达到 99.9%、苯酚去除率能够达到 90%。
3.2膜生物反应器
膜生物反应器由两部分组成：一部分是活性污泥对有害污染物的降解；另一部分是超膜组件的固液分离。为了给活性污泥絮凝剂提供足够的氧气，必须在曝气池下方安装若干曝气装置，以保证气泡的均匀分布。膜组件通常直接安装在曝气池中或单独安装在分离的过滤箱中。一般来说，如果膜组件放置在生化曝气池中，池顶需要配备起重机来提升膜设备进行维护。真空旋转模装置属于板式膜处理。板式膜的环形部分安装在旋转轴上，通过驱动电机缓慢旋转来工作。
3.3在生活污水中的应用
目前，膜生物反应器技术净化的水主要用于道路清洁和灌溉。同时，由于膜生物反应器设备占地面积小，不需要太多的人工操作，净化效率高，在许多城市污水处理工艺中得到了广泛的应用。膜生物反应器（膜生物反应器）应用于城市污水处理厂的污水回用。与常规工艺相比，膜生物反应器具有运行稳定、操作简单、出水水质好等优点。在进水水质相同的条件下，经过仔细分析，新工艺出水水质明显高于传统工艺，同时非常适合城市复垦。可见膜生物反应器具有很好的发展前景。
3.4剩余污泥处理
无论何种污水处理方式，最后都会剩下污泥，必须进行后处理。膜生物反应器技术在设计之前就应充分考虑对污泥的处理方式与处置方式，就我国目前污水处理大环境而言，一般采取以下两种途径。
3.4.1采用机械脱水与机械浓缩，剩余污泥脱水浓缩在污水处理厂。处理后的污泥经发酵填埋或用作农业肥料。然而，在大多数处理厂，污泥都是经过脱水和压缩的，没有进行后续的填埋工作。处置态度和处置方式需要及时纠正。
3.4.2少数污水处理厂配备有一套完整的处理装置。污泥经高浓度厌氧发酵，沼气池发电。在发电过程中，余热可用于污泥的热干燥脱水，这是一套循环处理系统。
3.5填埋滤液处理
一般来说，大多数垃圾填埋场都含有高浓度的污染物，其中的污水质量和产量会因气候因素和运行环境而改变。膜生物反应器技术自20世纪90年代以来已在许多污水处理厂得到应用，通过膜生物反应器技术的应用，不仅可以去除氮和有机物，还可以分解重金属和盐类。目前，一种新的膜生物反应器技术利用天然混合菌处理滤液中的烃类和氯化化合物, 所处理的污染物浓度可达到一般性废水处理量的75倍左右, 这主要是由于膜生物反应器技术可以实现对高效细菌的留存, 并使其浓度达到50000g/L以上, 经实验表明污物去除率高达90%以上。
4膜生物反应器的应用前景
膜生物反应器具有出水水质好、污泥浓度高、污泥产量低等优点。它可以灵活地与各种工艺相结合，达到不同的效果。然而，在实际应用中，膜污染成本高，阻碍了膜污染的推广。因此，在今后的研究中，应通过开发新的防污膜材料和改进技术来减少膜污染，使该技术具有更大的竞争优势和更广阔的应用前景。
结束语
总之，膜生物反应器的应用价值非常大。当膜生物反应器在各种污水处理工艺中得到广泛应用时，需要进一步加强膜生物反应器的可靠性，以有效提高膜生物反应器的市场竞争力，实现水资源的循环利用。
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论文作者:汪敏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/5
标签：生物反应器论文; 污泥论文; 污水处理论文; 组件论文; 反应器论文; 污水论文; 技术论文; 《防护工程》2019年第7期论文;