1、膜生物反應技術的基本原理及技術分類

　　目前，在污水治理領域，常用的技術模式包括物理處理法、化學處理法和生物降解法，其中膜生物反應技術(MBR)屬于生物處理法的一種應用，是運用膜技術和生物降解法結(jié)合而成的新興技術，具有較為高效的凈化效率和優(yōu)秀的出水水質(zhì)，在環(huán)境工程污水治理領域得到了廣泛的應用，即擁有生物降解法對有機物的分離能力，又可以像超濾技術那樣對分子質(zhì)量較小的雜質(zhì)進行過濾，在綜合凈化方面具有明顯的優(yōu)勢。一般情況下，膜生物反應技術主要有分離、曝氣及萃取3種生物反應器，本文主要討論的應用較為成熟的是膜分離生物反應器技術。此外，由于生物反應技術會依據(jù)水質(zhì)含氧量投放不同的有機生物膜，包括好氧型和厭氧型膜生物反應器;若根據(jù)反應器結(jié)構(gòu)模式劃分，則分為多單元膜生物反應器和一體式膜生物反應器“。

　　2、膜生物反應技術工藝的優(yōu)劣勢

　　2.1 膜生物反應技術的優(yōu)勢

　　膜生物反應技術通過將膜分離技術和生物處理技術的有機結(jié)合實現(xiàn)了污水的深度凈化，因此，也吸收了2種污水治理技術的優(yōu)點，在環(huán)境工程應用中占有一定的優(yōu)勢：

　　(1)膜生物反應技術能夠顯著降低污泥產(chǎn)量，運用膜分離單元對雜質(zhì)及有機物的隔離作用，將污泥限制在反應器內(nèi)部，由于池內(nèi)的環(huán)境不利于有機物的繁殖，反應器內(nèi)的污泥缺乏生成所必要的氧氣等營養(yǎng)物質(zhì)，使污泥的產(chǎn)量大幅降低，以實現(xiàn)低排甚至污泥零排放的目的，也是膜生物反應技術在環(huán)境工程污水凈化應用中的主要優(yōu)勢。

　　(2)膜生物反應器的分離質(zhì)量和效率都非常高，在反應器結(jié)構(gòu)設計中，由于生成污泥量較小，不設置過濾和沉淀單元，減少了污水處理的設備占用空間，使結(jié)構(gòu)成本和運營成本顯著降低，具有較高的性價比，且不存在污染沉降的一系列復雜問題，提升了污水凈化效率。反應器內(nèi)通過加壓的方式使廢水滲透生物反應膜，將雜質(zhì)和無機物隔絕在外，以達到將廢水和微生物分離的效果，提高了污水處理質(zhì)量。

　　(3)該技術可保持反應器內(nèi)較高的活性生污泥濃度，從而使單位時間內(nèi)的降解分離量即有機負荷提高，加速生物處理效率，反應器內(nèi)的活性污泥濃度可以達到8000m/L以上，使反應系統(tǒng)內(nèi)微生物的更新時間延長，污泥齡大于10d，保障了有機廢水的出水質(zhì)量。

　　2.2 膜生物反應技術的劣勢

　　盡管膜生物反應技術具有高效、高質(zhì)、成本低、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，但在應用過程中也暴露出一些問題。首先由于生物膜本身是由有機物組成，在污水滲透過程中吸附和過濾掉的雜質(zhì)更多，一些分子結(jié)構(gòu)較小的物質(zhì)會堵塞住滲透孔，使生物膜在投入一段時間后的出水效率降低，從而影響出水質(zhì)量;此外，經(jīng)常更換反應器會增加污水處理過程中的維護費用，使其喪失性價比的優(yōu)勢，這也是業(yè)內(nèi)亟待解決的課題。在膜生物反應技術的應用過程中，環(huán)境工程單位應當加強這方面的技術研究，改進膜生物反應器的弊端，使其更好地為污水凈化工作提供服務。

　　3、環(huán)境工程污水治理中膜生物反應技術的應用

　　3.1 動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應技術

　　動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應技術是在膜生物反應技術的基礎上進行優(yōu)化，形成了動態(tài)式內(nèi)循環(huán)反應器(DMBR)，其技術原理是運用有機過濾生成的動態(tài)膜來模擬超濾膜的過濾方式，由于使用大孔徑的濾膜材料，使該反應器的制造成本非常低廉，值得普及和推廣。依據(jù)實驗室數(shù)據(jù)，動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應器的凈化準備周期只有20min，濾餅層就可發(fā)揮作用，對COD、氨氮、TN、仰的濾除效果都比較出色，其中對cOD的去除率約為95%，由于該反應器采用的內(nèi)循環(huán)動態(tài)模式使結(jié)構(gòu)的內(nèi)流性更好，混合液混合較為均勻，要顯著優(yōu)于分離生物反應器的進化效果(約為88%);對氨氮平均去除率約為98.25%，較曝氣反應器高7，6%;在總氮去除方面，由于動態(tài)生物膜的分離作用，在反硝化方面處理效果較好，TN去除率達到51.25%，比普通膜生物分離器的32%去除率高出近20%;在總磷處理方面，TP去除率約為86.8%，比常規(guī)凈化效率高出—倍以上。

　　3.2 EGSB—MBR重組技術

　　膨脹顆粒污泥床(EGSB)是第三代的厭氧反應器，在第二代上流式厭氧反應器的基礎上加設了出水回流系統(tǒng)，在有機物滲透方面加強了反應器內(nèi)液的融合，使有機質(zhì)與微生物的接觸更為均勻、緊密，加快了生化反應速度，從而提高了生物降解效率。而EGSB與膜生物處理技術的結(jié)合可以使2種應用的優(yōu)點集中在一起，并且互補兩者的劣勢。例如，膜生物反應技術在使用一段時間后會出現(xiàn)吸附雜質(zhì)過多導致的通水量下降和水質(zhì)變化，EGSB反應器對氨氮類物質(zhì)的凈化能力及懸浮物的沉積能力較弱，通過EGSB—MBR重組技術對二者的優(yōu)缺點進行互補整合，從而提高凈化系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性。

　　3.3 曝氣濾池技術

　　曝氣濾池技術是膜生物反應技術的一種技術分類，目前在實際應用中主要是配合分離反應器的工作，運用氣浮工藝，在曝氣生物反應池內(nèi)投放膠體和專用洗滌劑等制品進行絮凝法處理，運用廢水的化學特性對其進行中和及沉淀處理，使污水整體的污染物與水分離開，達到基本凈化的效果。目前，業(yè)內(nèi)正在嘗試將曝氣反應器與其他膜生物反應技術進行結(jié)合性的技術改造，以優(yōu)化生物膜降解過程中出現(xiàn)的吸附有毒物質(zhì)過多和處理效率受時間影響降低等問題，以調(diào)節(jié)反應器的使用壽命和出水質(zhì)量。

　　4、結(jié)語

　　本文簡述了膜生物反應技術的基本原理及分類，并對該技術的優(yōu)劣勢進行分析，得出膜生物反應技術具有較高的分離效率和降解能力，但同樣有反應器使用周期短、處理效率受水質(zhì)影響較大的問題。目前，EGSB—MBR重組技術、內(nèi)循環(huán)生物反應技術是較為常用的污水處理應用，且正在逐步增強復雜水質(zhì)下的處理能力并延長膜反應器的使用壽命，使該技術在污水治理領域得到更好的應用。