齐磊
首创爱华（天津）市政环境工程有限公司 天津 300000
摘要：目前，膜生物反应技术在环境工程污水处理工作中具有至关重要的地位，具有非常广阔的发展前景以及利用价值。然而，工程中这项技术仍存在着尚未解决的问题，需要进行深化与完善，且相关的技术人员需要学习有关膜生物反应的先进技术经验，使其在工程污水处理领域发挥出关键性的作用。
关键词：膜生物反应技术；环境工程；污水处理；应用
1膜生物反应器技术原理
膜生物反应技术是膜技术和反应过程的关键环节，在国内外得到了广泛的应用。膜生物反应技术主要是在传统膜分离技术和废水生物处理技术的基础上发展和改进的。与我国传统的污水处理技术相比，膜生物反应技术的产业化水平和技术水平得到了提高，污水处理效率也得到了提高，生态效益日益突出。
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图1 膜污染机理分
2膜生物反应器的优缺点
2.1膜生物反应器技术的优势
膜-液-生物反应器技术广泛应用于工业废水处理。它不仅可以将生物污泥处理引入到膜生物污水反应器中实现完全封闭，而且可以大大降低或降低污水处理中生物污泥的总排放率。
在生化反应器系统的工业曝气装置中，通常采用由传质装置和电流驱动的新型低阻渗透膜。这种膜不仅能在低温高压条件下长期稳定工作，而且具有良好的稳定性。不易受液泡压力大小、高压停留时间等外界因素的影响。这样大大提高了膜的利用率和工业废水、废气的处理效率。膜生物反应器技术提高了硝化磷肥在生化反应器中对细菌的连续停留时间。将工业膜-水-微生物分离-反应处理技术充分应用于工业废水处理中，将实现废水微生物与工业废水的有效分离。废水液化分离综合处理利用效率高。该技术能有效提高生活污水、工业废水等各种环境废弃物中各种污染物的处理效率，已广泛应用于环境废水处理中。膜废水生物反应器技术用于环境废水中各种污染物的分离处理，具有较好的综合分离处理效率。
2.2膜生物反应器技术的缺点
在膜生物反应器技术的设计和应用中，为了保证膜驱动电容器具有一定的压力，膜生物反应器在运行过程中往往会产生更多的电子和材料消耗。另外，从膜生物反应器的实际运行情况来看，在膜生物反应器中采用了一种新型的生物膜，可以阻断和截留微生物。在这种新型生物膜的作用下，虽然能有效截留和阻隔剩余污泥，但过程中可能会直接吸附更多的有毒或无机化学物质，这些废弃物的存在可能严重威胁膜的正常使用寿命。
3膜生物反应技术
3.1超滤膜技术
超滤是在压力作用下溶液中的溶剂与其他低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧，而高分子量和其他乳化胶团则被截留，从而实现物质分离。超滤的原理是膜的筛分，同时膜的静电作用也可截留。
超滤膜除具有耗能低、操作简单、避免二次污染等特点外，还具有以下优点。一是稳定性强。超滤膜具有耐酸、耐碱、耐水解的化学性能，这使它可以广泛地应用于具有各种强酸强碱及有机溶剂的生产场所，如处理工业废水。二是超滤膜耐高温可达140℃，所以该技术可以用高温蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒。三是过滤精细超滤膜技术可截留的分子量为500～500000，其分子直径为0.002～0.100μm，操作的静压差为0.1～0.5MPa，被截留的分子直径0.005～10.000μm。可去除水中99.99%的胶体、细菌、悬浮物等有害物质。
3.2纳滤技术
纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术。一般来说，膜具有工作压力≤1.50MPa，分子量截留率200-1000，NaCl截留率≤90%可视为纳滤膜。它不仅可以截留通过超滤膜的小分子有机物，还可以透析被反渗透截留的无机盐。纳滤要求较低的操作压力，可有效降低设备投资。
纳滤膜主要用于水的深度处理。可去除应用水消毒过程中产生的微毒副产物、农药、碳酸盐、硫酸盐、重金属和无机盐。因此，广泛应用于水软化处理、纺织印染水处理和电镀废水处理。
3.3反渗透膜技术
反渗透又称反渗透，是一种反迁移运动。反渗透膜技术是一种以压差为驱动力将溶剂从溶液中分离出来的膜分离操作。也就是说，压力施加在膜的一侧的进料液上。当压力超过其渗透压时，溶剂将向自然渗透方向反渗透。反渗透膜可以截留水中的各种无机盐、胶体物质和大分子溶质，从而得到纯净水。
反渗透以其无相变、模块化、操作简单、占地面积小、能耗低等优点，被广泛应用于海水淡化、微咸水淡化、食品废水、制药废水、化工废水的软化、净化、浓缩分离等领域。另外，反渗透技术在预脱盐处理中取得了良好的效果，可大大降低离子交换树脂的负荷，再生剂的用量也可减少90%。因此，既可以节约成本，又有利于环境保护。反渗透技术还可以去除水中的颗粒物、有机物和胶体，减少离子交换树脂的污染，延长其使用寿命。
4膜生物反应器技术在环境工程废水处理中的应用
4.1在工业废水处理中的应用
环境工程中各种工业废水成分复杂，处理操作难度较大。根据各种工业废水主要成分的差异和特点，选择最合适的膜生物反应器来解决工业废水处理问题，尽量避免使用大量统一的膜生物反应器，这将导致工业废水处理质量和效率的显著下降。例如，在膜生物化学制造工业废水的处理中，废水中含有大量的重金属。因此，如何有效去除这些重金属，控制这些重金属和离子的浓度已成为膜生物化学反应处理技术研究和应用的重要方向。为了使工业废水处理废气达到污染物排放标准，必须保证有毒有害重金属离子的脱气性能。
当金属离子的pH值相近时，金属离子的形态也相似。调整工业废水的pH值有利于这些金属离子的去除。在整个食品工业废水处理过程中，针对有机物含量高的特点，应注意提高膜生化反应处理技术的质量和容积负荷，从而有效控制食品工业废水处理成本。同时，还要注意解决微生物在高盐低糖污染环境中存活率高的问题，从而有效降低污染物治理成本。
4.2在生活污水处理中的应用
生活污水经处理后可用于资源回收和综合利用。例如，它可以用来清洁一些小路，浇水和喷洒一些花草或绿地。由于处理技术成熟、操作简单、自动化程度高、出水水质好，大大提高了城市生活污水和工业污水的综合处理利用效果。但由于生物膜和反应物膜处理技术在膜处理中的实际应用，前期技术投资较大，后期处理成本也很高。因此，需要高度重视进一步的技术研究和应用，控制实际应用技术的成本，提高管理控制的整体效果。
4.3在医疗污水处理中的应用
医疗污水具有毒性，因此有必要采用膜生物反应器技术进行消毒处理，以提高处理后污水的消毒效果，降低水质的毒性。在医疗废水处理中，可选择主工艺保证持水时间5h，但水中氨氮的去除率应在4ml/L范围内，出水COD约为50mg/L，既可改善出水水质，又简单方便，具有突出的实际应用效果。
结论
近年来，随着人类社会的不断进步，环境污染问题已经越来越受到人们的重视。水资源问题逐渐受到人们关注，膜技术在城市污水处理方面的应用不但提高了生产效率，降低成本，而且可以满足不同条件下的水质需求，实现了污水的再利用，具有极大的环境效益和经济效益。膜技术在城市污水处理方面的应用越来越广泛，在城市污水处理方面扮演着越来越重要的角色，可以为城市污水资源化利用提供有力支持。
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