《膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用》

发表时间:2020/7/21   来源:《科学与技术》2020年第7期   作者:李晓明
[导读] 膜生物反应处理技术主要是指把生物本身具有的能使污染物降解的反应器和相应的膜
        摘要:膜生物反应处理技术主要是指把生物本身具有的能使污染物降解的反应器和相应的膜有效隔绝的生态自然处理方案,其在污水处理过程中应用,有非常好的处理效果。膜生物反应处理技术利用膜性物质可以把传统污水处理中不能有效解决的活性污泥中的沉淀性物质剥离出来,让微生物不容易流失,微生物的数量多,而且容积负荷非常高,所以抗瞬时大负荷冲击能力和超负荷能力强,相比传统的处理方式占地面积小,不容易受到场合的限制,其在污水处理中的应用,有利于提升环境工程污水处理效益。
        关键词:膜生物反应;环境工程;污水处理
        1膜生物反应处理技术分析
        膜生物反应处理技术是基于厌氧生物处理技术基础上的革新,其充分结合无化学变化、选择性好、无相态变化等技术的优势,演变成较为新型的工业生产过程中工业废水处理系统。较之传统的分离处理技术,膜生物反应处理技术用于废水处理,大大的提高了工程污水处理效益,节省空间需求。近年来,膜生物反应处理技术也被广泛应用于海上采油处理平台污水、废水处理领域,对海洋环境的保护做出巨大贡献。目前利用膜生物反应处理技术研发了一种新型的污水处理工艺,即膜生物反应器。膜生物反应器是一种膜处理系统和生物反应器有效结合的生化反应器,在工业废水处理中广泛应用,膜生物反应器中的膜系统和传统生物处理系统中的二沉池和深度处理的过滤器,对固液进行分离,一般滤过的水可以回收利用或外排。
        2 膜生物反应技术的应用优势
        污水处理是环境工程的重要内容,对实施可持续发展战略有着极为现实的意义。膜生物反应技术是一种新型的污水处理技术,将膜分离单元与生物处理单元有效结合起来,可以显著提升污水转化率和水资源再利用率,其主要设备是膜生物反应器。从整体来看,膜生物反应器分为三种,即萃取膜生物反应器、膜分离生物反应器以及膜曝气反应器,其中萃取膜生物反应器使用率最高。根据膜组件放置方式,膜生物反应器可以分为一体式与分体式两种类型;按照是否需要氧气,可以分为好氧或厌氧两种类型。
        膜生物反应技术具有三大应用优势。一是分离效率高。膜生物反应技术不需要过滤与沉淀,设备占地面积较小,不需要进行污泥沉降,较高的混合液悬浮固体浓度,可以有效提高系统负荷,处理有机污水。二是活性污泥浓度较高。膜生物反应技术可以有效提高生物的反应能力,反应池中的混合液悬浮固体浓度普遍超过1000mg/L,可以有效处理高浓度的污水,降低污泥体积和悬浮物含量,提高出水质量。三是分离污水和微生物。膜生物反应器可以有效分离污水和活性污泥,使污水在膜内流动,接触水槽和进水槽,达到理想的污水处理效果。
        3膜生物反应技术在环境工程污水处理中的典型应用
        3.1生物接触氧化法
        生物接触氧化法将活性污泥法、生物膜法有效结合,其具备二者的应用优势。生物接触氧化法需要构筑生物接触氧化池,池内填充材料,借助池内净化、真空抽取等方式实现污水处理。生物膜具有良好的氧化能力,充氧污水和生物膜填料接触后,有机物被分解,微生物繁殖,随着微生物的死亡,生物膜会自动脱落并随着污水流出。生物接触氧化法具有多种净化能力,可以有效处理有机物,实现脱氧与除磷,重点环节在于填料。生物接触氧化法的反应器含有大量丝状菌,其体积负荷较高,出水水质好,相对稳定,动力消耗低,节能效果好,污泥产量少。
        3.2采用EGSB-MBR组合技术
        EGSB-MBR组合技术实际上是结合了EGSB与MBR这两种技术的优点来对环境工程中的污水进行有效处理,能有效提高污水处理的效率及其质量。在污水处理的过程中,EGSB反应器能够去除污水中的化学需氧量,结合MBR技术,进一步提高污水处理的效率,确保污水处理的质量达标。
        3.3动态内循环反应技术
        动态反应器的生物膜是以价格较低的微网材料用做制作材料,成本低廉。内循环反应装置主要作用于活性污泥,在环境工程污水处理的过程中,通过过滤的方式来循环利用污水。同时,在处理污水时还应用了侧向曝气的方法。

该方法容易导致错流速度降低的现象,针对这一问题,技术研究人员对设计方案进行了有效调整,将原来的曝气装置改装为竖向流动,提高了错流速度,内部断流现象有所减缓。
        3.4曝气生物滤池
        曝气生物滤池,又称BAF,曝气生物滤池能有效去除SS、COD、BOD、硝化等有关物质,曝气生物滤池被广泛应用于膜生物反应技术中,有效提高了环境工程污水处理工作的效率,减少了污水污染物的数量,进一步提升了污水处理的质量,同时生物滤池也可一定程度上减轻经济成本。
        4 膜污染的防治措施
        4.1增强膜的抗污染能力
        对膜污染发生的原因进行分析,膜性质的影响十分突出的。所以在实际操作过程中要结合具体的实际情况,从科学的角度出发选择膜。具体来说在选择的过程中要对膜的亲水性、空隙率等问题进行详细的分析,发现膜的性质与要求不符的,还要对其进行必要的改性操作。
        4.2改善混合液特性
        混合液的特性在很大程度上影响着膜污染处理效果。在实际操作过程中污染物的存在是不可避免的,预处理组件可以使这一问题得以解决。该组件的主要功能在于能够很好地实现污泥性质的调整,避免发生严重的膜污染现象。PAC颗粒具有很强的吸附功能,如果能够将其应用于操作过程中,则可以在很大程度上提升污泥的可滤性。
        4.3优化膜分离的操作条件
        想取得较好的水处理效果,改善操作条件是一个十分关键的步骤。以过滤为例,实际操作可以借助多种途径得以完成。虽然每种过滤途径都具有自身的优势,但如果仅靠单一的过滤途径很容易导致膜污染的发生。如果将多种过滤类型结合在一起就可以达到很好的过滤效果。
        4.4优化反应器和膜组件的构成
        随着经济的发展,现有的技术很难满足污水处理要求,必须从实际的角度出发对结构进行优化,并针对出现的主要问题提出与之相适应的解决方案。
        5 膜生物反应技术的发展前景
        膜生物反应技术在环境工程污水处理中有着其自身独特的优势,膜生物反应技术未来在处理难降解废水方面将会取得进一步的突破。随着膜生物反应技术工艺的不断改进及膜组件价格的降低,未来在污水处理领域内,膜生物反应技术将不断会被应用。随生物膜制造技术、生物膜材料的不断发展,生物膜分离工艺研究的完善,膜生物反应技术在环境工程污水处理中的需求量将会持续增加。
        近年来,我国膜生物反应技术的市场在不断扩大,工程数量及处理规模也在不断增加。未来,膜生物反应技术将被应用于更高浓度、难降解的有毒工业污水处理中,现有的污水处理厂将更新升级。未来几年内,膜生物反应技术将在海上平台生活楼污水处理、海上采油处理平台污水处理等方面不断被应用推广。
        结束语
        综上所述,我国有着严峻的污水处理形势,对环境工程有着很高的建设需求,在获取政策和资金支持的同时,还要注重污水处理技术的创新和提升。膜生物技术在污水处理中有着远高于传统处理工艺的技术优势,但也要认识到膜生物技术的应用缺陷,找准目标不断谋求膜生物技术的突破,实现污水处理效果的极大提升。
参考文献
        [1]马红艳.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的相关分析[J].江西建材,2019(12):20+22.
        [2]吴佳.膜生物反应器联合低压纳滤膜在污水深度处理中的应用研究[D].青岛理工大学,2019.
        [3]杨培媛.膜生物反应器处理奶牛场污水效果研究[D].中国农业科学院,2019.
       
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