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摘要：我国是一个人口众多，水资源匮乏的国家，随着制造业的快速发展，水资源危机更加严峻，污水的处理及回收利用显得更为重要。但是，我国在制膜技术和运行条件的优化等方面与国外还存在一定差距。文章基于膜生物反应技术的探讨，研究了其在环境工程污水处理中的应用，以期对我国环境保护建设提供有力的技术支持。
关键词：膜生物反应技术 污水处理 应用
1环境污水处理的概况
环境工程所要处理的污水主要包括城市公共设施等生活污水和各类工厂生产过程中排放的废水，其来源多、成分复杂、氮磷含量高、各类有机物比重较大。各类废水若不经处理直接排入自然水体或城市主干水源，会造成严重污染现象，对水体生态系统造成破坏。随着人们环保意识的增强、水资源危机感的增加，要求废水排放前必须进行脱氮除磷处理，达到污染物排放标准。目前用于污水的处理方法主要有物理的、化学的和生物的方法。物理法包括萃取法、吸附法、液膜分离技术等，化学法包括催化氧化法、水解法、微电解法等，生物法有活性污泥法、生物膜法、流化床、曝气法、高效降解菌法等。目前多采用膜生物反应技术，以其原理简单，操作方便，能耗低，无污染，超强的净化效果等优点在水处理行业得到了广泛的应用和推崇。但是，作为一门新兴的发展中的技术，成功的工业化的大规模的膜生物反应应用仍然较少，多数分离技术还处于探索和研究中。
2膜生物反应的基本技术原理
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。
3膜生物反应工艺特点
3.1进水方式
A2/O（厌氧-缺氧-好氧）在脱氮除磷处理中有着非常好的效果，在大型污水处理厂中为了能够满足水资源脱氮除磷的要求，一般MBR（膜生物反应器）生物反应池会采用两点进水的方式，即为将进水分配渠道设置在生物池前，将污水分配设置在渠道之后，将原水按照一定的比例通过两套调节堰门进入到厌氧区和缺氧区前端。
3.2回流方式
在MBR污水处理过程中，将硝化液和污泥回流综合运用，比传统的污水处理工艺有着更高的回流效果。改污水处理厂采用的是三段回流的方式，也就是从膜池回流混合液至好氧区前端的第一段，好氧区末端的硝化液回流至缺氧区前端的第二段和缺氧区末端的反硝化液回流至厌氧区前端的第三段。在回流过程中，大量的氧气掺杂在混合液中，为了避免这些氧破坏缺氧区的环境造成难以充分进行反硝化反应，需要避免膜池硝化液直接回流，所以三段回流的方式具有良好的优势，并且需要做好参数的确定。
3.3提升方式
混合液回流提升的主要方式包括前提升系统和后提升系统。具体来讲，前提升系统是通过泵将好氧池出水提升到膜池后让混合液在重力作用下流到生物池中，后提升系统主要是根据水深浅，有效水深比生化池要浅，所以好氧池出水会流到膜池中，通过回流泵混合液再流到生物池中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆两种方式相比，后提升系统有着更小的流量和更少的能耗，所以该工厂采用的是后提升系统。
3.4好氧区形式
好氧区混合液的D0（溶解氧）浓度比较高，所以为了减小污泥颗粒破碎，将充氧速率提高，应当快速混合，保证混合液能够处于良好的悬浮和紊流状态。
4 MBR（膜生物反应器）技术在各行业污水处理中的应用
4.1焦化废水处理中的应用
焦化废水是煤质焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度废水。其中含有大量的酚类、吡啶、吲哚等有机污染物以及大量的氰化物、氟化物等有毒有害物质。其氨氮浓度高、焦油含量大、可生化性差，用一般生物处理方法有很大难度，传统的生物处理工艺对有毒和难降解焦化废水处理存在一定的局限性，因此，可以考虑通过膜分离的强化作用提高生物处理系统对焦化废水的处理效果。膜分离生物反应器中的膜组件相当于相当于传统生物处理系统中的二沉池，利用膜组件进行固液分离，截留的污泥回流至生物反应器中，透过水外排。目前对于焦化废水的处理，通常采用的工艺有A/O(厌氧好氧工艺法）、A2/O、SBR(活性污泥法)、固定化微生物高效处理技术以及膜生物反应器(MBR)等。
4.2印染废水处理中的应用
印染废水的处理一直是我国废水治理研究的重点和难点，其主要特点为有机物成分复杂，难降解物多、色度高、水质变化大等。现主要采用物化处理和生化处理相结合的方法对其进行处理，但效果并不是非常理想。膜生物反应器作为一种高效水处理技术，在难降解废水处理方面体现出了相当的优越性，在印染废水处理应用具有重要的研究和应用价值。我国膜生物反应器在印染废水中的应用主要是将膜分离技术与多种生物反应器相结合，利用不同生物反应器的不同作用达到不同的处理效果，是出水达到排放甚至回用标准。我国膜生物反应器在印染废水中的应用已经得到了越来越广泛的中式，尽管现阶段将其应用于工程实践有一定的困难，但是相信随着我国科技水平的不断提高，这一高效的污水处理工艺必将在印染废水领域发挥越来越大的作用，得到更加广泛的应用。
4.3电镀工业园废水处理中的应用
电镀前处理废水成分复杂，包括油、蜡、表面活性剂、金属氧化物、各种金属离子等。其中电镀前处理工艺产生的废水，含有大量难降解有机物，COD（化学需氧量）高且水质变化大，属于难治理的污水之一。现今国内外对于电镀废水的处理，主要以生化和物化联合的方法进行处理，大部分以物化－生化－物化的三级深度处理工艺为主。该工艺理论上可以使出水达标排放，其中的普通活性污泥法也起到一定效果，但在实际工程中，生活系统不稳定的情况经常发生。而MBR技术上的优势，决定了他可以对常规方法难处理的污水进行有效的处理，该工艺在垃圾渗滤液、制药废水中有一定应用，但在电镀前处理废水的处理上还不是很多。
5膜生物反应技术在环保污水处理中的应用研究展望
虽然目前各种生物反应器在实验室能够很好地处理各种来源的污水，但是，应用到实际中去处理污水时，能耗大、系统运行不稳定、寿命短、易造成污染等很多因素制约着生物反应器的推广。随着我国工业的大力发展、人民生活水平的提高，污水的排放量逐步提高，迫切地需要高效、安全、合理、廉价的生物反应器处理废水技术。因此，宜采用物理、化学方法预处理废水，再用生物反应器深度处理；也可以将不同生物反应器组合联用用于污水处理，这种组合工艺能有效地弥补单一反应器的工艺单一、系统不稳定、处理能力低、效果差等问题。
结语：综上所述，在现阶段的环境工程中，污水处理由于污水具有成分复杂、变化大、废水处理量大等特点，所以，真正适用于工业化规模的废水处理生物反应器技术研究任重而道远。
参考文献：
[1]韩怀芬,金漫彤.膜生物反应技术处理造纸废水试验[J].水处理技术,2001,02:96-98.
[2]李珂,葛晶晶.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用[J].低碳世界,2016,06:25-26.
[3]李智娟.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的运用[J].中国新技术新产品,2017,07:102-103.
论文作者:陈寿刚
论文发表刊物:《防护工程》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/11
标签：生物论文; 污水处理论文; 废水论文; 生物反应器论文; 技术论文; 混合液论文; 污水论文; 《防护工程》2017年第5期论文;