邹燃
广西博世科环保科技股份有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：膜分离技术以操作简单、能耗低而备受关注，但膜分离技术的一个主要缺点是选择性与渗透性呈反比关系，而纳米复合膜可以同时提高膜的选择性和渗透性，解决了这一问题。随着污水处理法规的日益严格和处理水回用的增加，采用先进的膜生物反应器(MBＲ)工艺处理各类废水引起了人们的重视。
关键词：膜分离技术；污水处理；应用
中图分类号：X703 文献标识码：A
1膜分离技术在生活污水处理中的应用
随着我国人口规模的不断扩大，因人口数量激增产生的家庭生活需水数量也在不断增加。家庭生活消耗的和排放的水资源数量庞大，为了提高水资源利用率，生活污水进行就地处理后回用是社会发展的必然趋势。膜分离技术在环境工程污水处理中的应用，是促进生活污水就地处理和中水回用发展的重要力量。处理后的中水可用于马桶冲洗、道路清洁、环境绿化、消防喷淋，有效提高了水资源的利用率，解决了一部分城市的缺水问题。日本是使用膜分离技术比较早的一个国家，早在上世纪80年代就有将膜生物反应器应用于大楼生活污水处理的案例，当时的进水BOD5在330~710mg/L范围内，COD在100~800mg/L范围内，氨氮在10~40mg/L范围内，变化幅度都比较大，但经过膜生物反应器处理后的出水BOD5降低至1~5mg/L，去除率高达99%以上，COD降至20mg/L以下，去除率达到96%以上，氨氮去除率也能够达到95%左右[1]，有效实现了水资源的再利用。我国清华大学环境科学与工程系在北京海淀区的一个高级公寓内，建立了有关膜生物反应器的中水回用工程，工程运行期间出水平均COD在17.25mg/L，氨氮在0.75mg/L，其他出水指标也符合中水回用标准，中水可以应用于公寓园区的绿化、道路清洁等处。之所以膜生物反应器会在生活污水处理中有如此优秀的表现，是因为反应器内借助膜的分离作用提高了微生物的浓度，促使生活污水内大量的有机污染物被分解和利用；高浓度的硝化细菌环境能够有效去除氨氮，在适当控制操作方法的情况下，还能够对总氮有92.6%以上的去除效果；膜组件本身的截留、过滤作用，促使生活污水内的悬浮物、大分子物质被从水体中剥离出来；且大分子的微生物产物还会附着在膜组件表面，形成一层凝胶质地的膜，这层膜也具有过滤作用，且作用效果大于膜组件本身，进一步提高了生活污水的出水质量。虽然膜生物反应器在生活污水处理方面效果显著，但一整套膜生物反应器的价格昂贵，且膜组件容易堵塞、污染，需要定期进行冲洗、更换，维护费用也比较高，因此，膜分离技术及其设备的推广难度暂时还比较大。
2膜分离技术在工业污水处理中的应用
相较于生活污水而言，工业废水中的污染物成分更加复杂、排放量更大，其中可能包含难降解的有机物、有害金属离子，废水的PH值和盐度也许更不友好，总而言之，工业废水属于处理起来比较困难的废水。因此，在工业废水中推广和应用膜分离技术及其设备，需要根据工业废水的具体成分特点来选择，尽可能提高膜生物反应器的针对性，提高工业废水的处理质量和效果。比如：工业废水中含有难降解的EDTA时，厌氧-好氧膜生物反应器的处理效果较传统的活性污泥法更加优秀，不仅表现出较高的难降解有机物去除效率，还表现出优秀的抗冲击符合能力，在有毒有害物质的冲击下依然保持稳定的运行[2]。
又比如：机械制造企业排放的工业废水中含有大量有毒有害的重金属离子，想要去除这些有毒有害的重金属离子，膜生物反应器前需要预设酸碱度调节池，让重金属离子在酸碱度的调节下处于比较容易被去除的状态，以提高膜生物反应器的去除质量和效率。上世纪90年代，美国某汽车制造厂应用了膜生物反应器作为工业废水的核心处理环节，工业废水每日规模为150m3，有机负荷高达63000mg/L，且其中包含大量的油和油脂。在应用膜分离技术的情况下，多项指标基本都保持在94%的去除率，且大部分油和油脂被降解，基本达到出水水质标准。
3膜分离技术在低污染饮用水净化过程中的应用
在水资源被大量污染的当下，我们并不能保证水源地中的水质一定符合饮用标准，尤其在化肥、农药大量使用的今天，饮用水中也不同程度的存在污染。面对低污染程度的饮用水，应用膜分离技术及其设备进行脱氮、吸附杀虫剂、降浊度是比较有效的一种方式。在法国的一家饮用水工厂中，就使用膜分离技术作为饮用水的净化工艺，能够保证产量单日在400m3的饮用水中氮浓度、杀虫剂等参数达到饮用水标准。
4膜分离技术在填埋场渗滤液处理中的应用
在固体废弃物污染同样非常严重的今天，我国所有城市都建有自己的垃圾填埋场。这些填埋场会在自然降雨、霜雾、垃圾分解等作用下产生渗滤液，这些渗滤液中含有高浓度的有机物、盐类、重金属、烃和氯代化合物等污染物，如果让这些渗滤液直接进入土壤和地下水系，必然会造成严重的土壤污染和地下水污染。膜分离技术与反渗透技术的联合应用，能够有效处理垃圾填埋场产生的渗滤液，不仅能够分解渗滤液中的高浓度有机物，还能够有效去除盐分、截留重金属、去除杂质，使高污染度的渗滤液以达标的形式进行排放。千禧年，美国新泽西建成投产了一个日处理能力在1500m3的垃圾填埋渗滤液处理装置，其中的核心技术就是膜分离技术和反渗透技术[3]。这台装置的膜生物反应器中集中了高浓度的混合细菌，应用这种自然存在于世界上的混合菌来处理渗滤液中的烃和氯代化合物，有效降低了垃圾填埋渗滤液对自然界的污染和影响。
5膜分离技术在粪便污水处理中的应用
粪便污水是生活污水中比较特殊的一部分，不仅有机物含量非常高，而且具有大量且品种多样的致病菌。原本城市粪便污水是农业生产中肥料的重要来源，能够为农作物提供生长发育所需的营养元素，经过彻底腐熟后是非常好的可利用资源。但随着化肥利用率的升高，城市粪便污水的农用比例急剧下降，大量的粪便污水不得不倾倒在城市附近区域，成为新的环境污染源头。膜分离技术是处理粪便污水的重要技术，借助膜生物反应器中营造的好氧环境和高浓度污泥，能够有效降解粪便污水中的高浓度有机物[4]。日本目前已经研发并应用了被称为NS的膜生物反应器-屎尿处理技术，这一协同中并列安装了几十组0.4m2的平板膜，可定期自动冲洗，膜材料应用的是截留分子量超大的聚砜超滤膜，污泥浓度保持在1.5~1.8万mg/L区间。目前，日本已经在全境范围内安装数千套NS系统，解决了日本人民所产生的粪便污水问题。
总而言之，在处理污水时，对技术工艺的要求比较高，不同污水处理技术的差异较大，单一污水处理技术无法达到标准要求。所以在处理污水时，应当联合实际情况，联合多膜技术处理污水。全面应用技术优势与不足，体现技术应用价值，全面提升污水处理效果。
参考文献
[1]李红果.膜分离法分离酸性废水中易结垢组分的研究[D].贵州大学，2019.
[2]李爱勤.乳化液膜分离技术在废水处理中的应用[J].化工设计通讯，2019，45(04):215-216.
[3]付腾飞，王璐.膜生物反应器在制药废水处理的研究进展[J].中国资源综合利用，2019，37(01):94-96.
[4]刘纳，康彩霞，李双凌，张静.膜分离技术在工业含盐废水处理中的应用[J].低碳世界，2018(11):10-11.