膜生物反应器在废水处理领域中的应用及研究进展

膜生物反应器在废水处理领域中的应用及研究进展

邱远瑞

身份证号码：44161119751025xxxx

摘要：人口的不断增长使水资源量的需求逐年上升，而工业的快速发展所造成的水污染问题越来越严重。传统的水处理技术已难以满足目前的水质要求，而膜技术作为新的水处理技术受到了越来越多人的关注。本文主要从膜生物反应器水处理技术概括、几种膜生物反应器在污水处理中的应用、膜生物反应器的应用前景几方面对来详细论述膜生物反应技术在环境工程污水处理中的具体使用情况，并提出建议，以供借鉴。

关键词：环境污水；膜生物反应器；研究

一、引言

随着时代的发展和社会的不断进步，各行各业得到了快速的发展，但随着近些年来水资源短缺问题的出现，人们也越来越关注污水的处理问题。与传统水处理技术相比，膜技术具有节能、投资少、操作简便、处理效率高等优点，因此已被广泛应用于水处理。膜分离技术调整的一个重要应用是在饮用水水质净化。和净化饮用水的净化是从水中除去悬浮物，细菌，病毒，无机化工，农药，有机物质和溶解气体。微滤去除悬浮物、细菌和病毒分离大分子；超滤；纳滤可以去除部分硬度，重金属和农药和其他有毒化合物，反渗透几乎可以去除各种杂质，电渗析可以去除氟化物，膜接触器可以去除挥发性有害物质。

二、膜生物反应器水处理技术概括

1、膜生物反应器的基本原理

膜生物反应器（MembraneBioreactor-MBR），是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的新型高效污水生物处理工艺。其工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物，同时微滤膜进行高效的固液分离出水。膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地而积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的污水回用处理技术之一。

2、膜生物反应器的分类

根据生物反应器和膜组件的结合方式的不同，也能够将膜生物反应器分为以下三种：分离式膜生物反应器和隔离室膜生物反应器、一体式膜生物反应器。

三、膜生物反应器在污水处理中的应用

1、EGSB-MBR组合技术

EGSB-MBR技术将EGSB和MBR两种技术的优点组合在一起.EGSB反应器能够处理有机的废水，而且效率很高。

2、气浮/曝气生物滤池/膜生物反应器组合技术

通过组合工艺，能够将水中的洗涤剂、胶体等一系列污染物的含量大大降低，为之后的处理减轻负荷，特别是对于膜污染物的延缓有着非常的效果。

3、内循环动态生物反应技术

动态膜生物反应器它是一种通过廉价的微网材料当做膜基底，利用活性污泥的过滤特性对污染物进行过滤处理。当前而言，一般采用侧向曝气形式的动态膜生物处理，为了防止该类反应器出现错流速度过小、反应器内短流现象的发生，相关人员采取将外筒曝气的竖向流动的膜生物反应器，该反应器取得了良好的处理效果。

4、MBR膜生物反应器的工艺特点

（1）二次污染少

MBR的污泥停留时间长，可达100天以上，污泥浓度高，MBR的污泥负荷低于传统活性污泥法。由于在低污泥负荷下运行，MBR的产泥量低于传统活性污泥法处理工艺，剩余污泥产量极低，理论上可实现零污泥排放。通常，MBR比常规活性污泥法减少50%~80%。极大地减轻了污水处理的二次污染。

（2）难降解有机物处理效果

采用生物膜反应器处理含难降解有机物废水，可以强化系统对难降解有机物的处理效果，提高系统对冲击负荷的承受能力。桂萍[2.3]以喹啉和EDTA两种难降解有机物为对象，在实验室小试的基础上采用生物膜反应器进行了试验研究，并在同等条件下与普通活性污泥法进行了对比。结果表明，生物膜反应器较普通活性污泥法，对难降解有机物的去除效率和去除负荷更高，抗进水有毒物冲击负荷能力更强，运行更为稳定。

（3）出水水质好，可直接回用

生物膜反应器良好及稳定的出水水质还有赖于膜表面形成的凝胶层的分离截留作用。很多研究者发现膜-生物反应器在运行一小段时间后，一些大分子的微生物产物便会附着于膜的表面形成一层动态过滤膜，也称为凝胶层。这层凝胶层也能起到过滤膜的作用，且由于其截留作用大于膜本身，从而有助于提高出水水质。

5、重金属的废水处理

在工业废水中重金属废水占有相当大的比例，如电镀、冶金、化工、电子、矿山等许多工业过程中都会产生含镍、铬、铜、铅、镉等金属离子的废水，利用膜技术不仅可以使得废水达标排放，而且可以回收有用物质。

6、有机污染物处理效果

在进水BOD5为330～710mg/L时，出水BOD5仅为1～5mg/L，BOD去除率可达99%以上。膜出水可以作为楼房中水道用水、草地喷水和汽车冲洗水等使用，达到了污水再生利用的目的。邢传宏采用分置式好氧膜-生物反应器对城市污水的处理进行了试验研究。在该系统中，采用管状陶瓷膜，切割分子量为3000，000。系统表现出稳定的有机物去除率，即使进水COD在100-800mg/L，NH4-N在10-40mg/L大幅度变化的情况下，COD和NH4-N去除率分别可达96%和95%以上，出水COD均小于20mg/L。

7、污泥产率低

在理论上分析，膜生物反应器的最大优势就是能够将污泥完全的堵截在生物反应器的内部，从而在结构上实现不排泥的操作，实现污泥的零排放。虽然较高的污泥浓度能有效减小MBR的体积，但过高的污泥浓度对于MBR正常运行是不利的，在运行MBR时应控制适当的污泥浓度。

四、膜生物反应器的研究进展

1、经过膜生物反应器技术处理的污水水质较好，污水经过膜生物反应器技术的污水处理之后，出水化学需氧量含量可达到40毫克每升以下，生化需氧量含量可达3mg/l，废水处理中的氨氮数含量接近于氧气，浑浊度可达0.1NTV以下，这样的标准按照国家对再用水的标准来看，已经达到了直接作为再生水再利用的标准了。这样一来，水资源在一定程度上，就可以在一定程度上就可以达到水资源的循环利用，从而能够减少污水的排水量，实现对环境的保护。

2、膜生物反应手技术对于膜污染的处理、污泥产生的数量方面都较为适用，与此同时该项技术可以起到节约能源的目的，因此该技术有着较大的发展前景。

3、MBR具有一定的实用性，但膜污染仍是制约MBR推广应用的最主要因素。因为MBR中膜材料既要面临活性污泥、污水中固体颗粒的污染，又要面临活性污泥中微生物的侵蚀。虽可以通过控制抽停时间、曝气量等工艺参数以及采用适当的清洗技术来减少膜面的污染，但最有效、最根本的方法是研制出一种抗污染、耐微生物侵蚀的新的膜材料及对膜进行适当的改性。

4、由于膜生物反应器可以带来优良的水资源，占地面积不大等，因此膜生物反应器在处理污水的过程中起到了重要的作用，有着较好的发展前景。

5、即使膜生物反应技术具有诸多的优势，然而事物都有两面性，也会存在不足之处，该类反应器能够在运作的一段时间以后，因为膜会在某种程度上受到污染致使处理效率逐渐降低，所以今后怎样减少膜受到影响这一问题要引起相关研究人员的重视。

五、结语

由于膜过滤技术具有分离效率高、节能、设备简单、操作方便等优点，使其在废水处理领域有很大的发展潜力。但由于工业废水往往含有酸、碱、油等物质，处理条件比较苛刻，因此，处理废水使用的膜必须具有较好的材料性能，从而在苛刻的条件下保持良好的分离性能和较长的使用寿命。从这方面来看，开发抗污染等性能优良的过滤膜具有重要的战略意义。由于工业废水的复杂性，任何单一技术的处理往往达不到理想的效果，必须重视膜分离技术与其他水处理技术的集成工艺研究，发挥各种技术的优势，形成废水深度处理的新工艺。相信在未来的发展中该技术会得到大面积的推广，从而为我国的经济建设做出贡献。

参考文献：

[1]王圣武，马兆昆.生物膜污水处理技术和生物膜载体[J].江苏化工，2013，（8）.

[2]朱国军.生物膜法技术在污水处理中的有效应用分析[J].资源节约与环保.2014（12）.

[3]徐笑宇，孙伟，焦丽娟，高俊宏.生物膜反应器污水[J].科技创业家，2011（05）.