污水處理膜生物反應(yīng)工藝
當(dāng)前，環(huán)境工程污水的成分復(fù)雜程度提高，水污染問題更為多樣，這就使得污水處理工作難度上升，需要合理選用污水處理技術(shù)，并持續(xù)推動(dòng)污水處理技術(shù)的升級。在這樣的大背景下，膜生物反應(yīng)技術(shù)作為一種新型的污水處理組合技術(shù)受到更多關(guān)注，將其引入環(huán)境工程污水處理中，能夠得到更好的處理成效。
1、膜生物反應(yīng)技術(shù)的概述
1.1 主要內(nèi)容
膜生物技術(shù)主要由生物技術(shù)與膜分離技術(shù)組合而成，屬于環(huán)境工程污水處理中的新型技術(shù)，主要原理(圖1)如下所示：在生化反應(yīng)池內(nèi)加設(shè)膜分離設(shè)備，完成對其中包含著的大分子有機(jī)物、活性污泥的攔截，剔除二沉池，以此提升污水處理效果。
在整個(gè)過程中，膜生物反應(yīng)器占據(jù)著核心地位，其進(jìn)水與出水方面的水質(zhì)要求如下表所示：
1.2 技術(shù)類型
環(huán)境工程污水處理中，在厭氧生物處理法(反應(yīng)方程式見下文)的支持下，膜生物反應(yīng)器促使水、基于生物降解的膠體與高分子物質(zhì)實(shí)現(xiàn)分離，此時(shí)，微生物會留存在污水處理池內(nèi)，不會高濃度保留在出水內(nèi)，達(dá)到理想的處理成效。在當(dāng)前的發(fā)展中，膜生物反應(yīng)器衍生出多種污水處理工藝，包括動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)、組合式污水處理技術(shù)、曝氣生物濾池技術(shù)等等，促進(jìn)了膜生物反應(yīng)技術(shù)的升級。以含碳17的脂肪酸降解為例對膜生物反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程進(jìn)行說明：
2、環(huán)境工程污水處理中膜生物反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢分析
依托膜生物反應(yīng)技術(shù)展開環(huán)境工程污水處理的主要優(yōu)勢集中在以下幾方面：第一，膜生物反應(yīng)技術(shù)的分離效率相對較高，且在實(shí)際應(yīng)用過程中不需要加設(shè)沉淀池以及過濾單元，所以整體占地面積更小，污染沉降問題也得到明顯的緩解。同時(shí)，膜生物反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)有著更高的MISS濃度，抗負(fù)荷能力更強(qiáng)，能夠收獲更加良好的有機(jī)廢水處理成效。第二，膜生物反應(yīng)中包含著的活性污泥濃度更高，生物反應(yīng)能力更強(qiáng)，在污水處理中能夠收獲更為理想的效果，促使出水水質(zhì)進(jìn)一步改善；大幅降低污水中懸浮顆粒物的含量，降解效率高。第三，依托膜生物反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用，可以對廢水、活性污泥實(shí)現(xiàn)全面分離，保證廢水能夠在膜腔內(nèi)部移動(dòng)，并轉(zhuǎn)入水槽內(nèi)。同時(shí)，膜也可以達(dá)到分離水與微生物的效果，促使生物細(xì)菌隔離在膜外區(qū)域。第三，膜生物反應(yīng)器內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)對污泥的堵截，在反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)層面并不會促使污泥排出，因此將其投放于環(huán)境工程污水處理工作中，可以實(shí)現(xiàn)污泥的零排放?？傮w來看，環(huán)境工程污水處理中，膜生物反應(yīng)技術(shù)作為新型污水處理技術(shù)的一種有著極高的應(yīng)用優(yōu)勢，值得重點(diǎn)探究與廣泛推廣應(yīng)用。
3、環(huán)境工程污水處理中膜生物反應(yīng)技術(shù)的具體應(yīng)用探究
3.1 在多領(lǐng)域廢水處理中的應(yīng)用
3.1.1 在生活廢水處理中的應(yīng)用
現(xiàn)階段，城市生活污水，特別是市政民生污水的總體排放量表現(xiàn)為逐年增高的發(fā)展趨勢，且其中所包含著的成分也更為復(fù)雜、污染源數(shù)量增加，促使生活廢水處理難度有所提升，而應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)則能夠促使生活廢水處理效率與現(xiàn)實(shí)成效均有所提升。在使用膜生物反應(yīng)技術(shù)處理市政民生污水的過程中，先在膜生物反應(yīng)器內(nèi)對廢水進(jìn)行初步性處理，結(jié)合其中所包含著的活性炭成分剔除懸浮顆粒物;隨后，引入EGSB(膨脹顆粒污泥床)實(shí)施進(jìn)一步去污處理，完成對市政民生污水中有機(jī)物的剔除;針對污水內(nèi)包含著的懸浮顆粒、氨氮等，可利用膜生物反應(yīng)器去除，使得出水水質(zhì)達(dá)到基本排放要求。
另外，在城市生活視域下的污水處理中，除了要對市政民生污水進(jìn)行處理之外，還要完成地表水凈化、洗車場污水處理等多種工作任務(wù)，在此過程中，膜生物反應(yīng)技術(shù)也發(fā)揮出較為理想的成效。例如，在進(jìn)行地表水凈化處理的過程中，可以引入膜生物反應(yīng)中的曝氣生物濾池技術(shù)完成，剔除地表水內(nèi)包含著的污染顆粒、洗滌劑等物質(zhì)，優(yōu)化水質(zhì)，且整個(gè)過程能耗低。
3.1.2 在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
通過在工業(yè)廢水處理中引入膜生物反應(yīng)技術(shù)，能夠分離工業(yè)污水中存在著的油與水，并獲取更為理想的處理成效。例如，在進(jìn)行印染廢水的處理過程中，可以依托厭氧-好氧反應(yīng)器(圖2)的投放完成基于膜生物反應(yīng)的廢水處理，對包含在印染廢水內(nèi)的有機(jī)物與染色物質(zhì)進(jìn)行剔除處理，同時(shí)調(diào)整廢水pH值，促使其酸堿度保持在7-8的范圍內(nèi)。
在機(jī)械制造行業(yè)，也可以利用膜生物反應(yīng)技術(shù)的引入高質(zhì)量完成廢水處理。對于機(jī)械制造行業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污水情況進(jìn)行分析，能夠了解到，機(jī)械制造廢水中普遍包含著大量的金屬離子，而通過應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)，則能夠更好地完成對這些金屬離子的剔除，特別是可以在降低有毒有害重金屬離子含量方面發(fā)揮著極為理想的作用，促使出水水質(zhì)大幅提升，降低工業(yè)廢水對環(huán)境的污染程度。
3.1.3 在醫(yī)院污水處理中的應(yīng)用
醫(yī)院所產(chǎn)生的污水普遍存在著一定的毒性，因此，必須要對其落實(shí)全面性處理之后才能夠排出，保證排出污水中的毒性維持在較低水平，確保處理后水質(zhì)達(dá)標(biāo)。實(shí)踐中，可以利用膜生物反應(yīng)器完成對醫(yī)院廢水的消毒處理，控制待處理污水停留持續(xù)5小時(shí)，調(diào)整氨氮濃度為每升4毫升，維持出水COD為每升50毫升。依托這樣的處理工藝，能夠在簡化污水處理操作流程的基礎(chǔ)上，保證醫(yī)院污水處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
3.2 污水處理中的常用技術(shù)
第一，曝氣生物濾池技術(shù)。在污水處理過程中引入曝氣生物濾池進(jìn)行輔助，以此達(dá)到強(qiáng)化污水處理成效的目標(biāo)。實(shí)踐中，依托曝氣生物濾池與氣浮工藝的結(jié)合性利用，可以從污水源頭入手落實(shí)污水處理，更為全面的剔除包含在污水內(nèi)部的污染物、有害物成分。在當(dāng)前的環(huán)境工程污水處理過程中，若是污水內(nèi)部含有膠體、洗滌劑等成分，則應(yīng)用曝氣生物濾池技術(shù)對相應(yīng)污水實(shí)施處理的方法更為常見，在降低污水處理負(fù)荷與能量消耗的同時(shí)，提升污水處理現(xiàn)實(shí)效果。
第二，動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)。動(dòng)態(tài)反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)置的膜生物材料并不需要滿足較高要求，因此可以選用成本偏低的膜材料；在反應(yīng)裝置內(nèi)，需要引入活性炭等材料，承擔(dān)起對污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行過濾的任務(wù)，同時(shí)完成污水過濾及處理，生成良好的污水可循環(huán)利用體系。
第三，組合式污水處理技術(shù)。具體指的是將膜生物反應(yīng)器與膨脹顆粒污泥床結(jié)合使用，即“MBR+EGSB”（膜生物反應(yīng)器+膨脹顆粒污泥床），以此推動(dòng)環(huán)境工程污水處理成效以及效率均表現(xiàn)出提升的趨勢。其中，膜生物反應(yīng)器主要利用活性炭去污泥技術(shù)以及膜分離技術(shù)完成對污水的處理，可以對包含在污水中的懸浮顆粒物進(jìn)行剔除，但是無法除去其中存在著的污泥；膨脹顆粒污泥床屬于厭氧放反應(yīng)器。在實(shí)際的操作中，可以在應(yīng)用膨脹顆粒污泥床對污水進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)用膜生物反應(yīng)器剔除污水中的氨氮成分、懸浮顆粒物，最終促使環(huán)境工程污水處理成效達(dá)到理想水平。
3.3 膜污染的有效防治
在進(jìn)行對膜污染的有效規(guī)避過程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)落實(shí)以下幾項(xiàng)內(nèi)容：
第一，持續(xù)提升膜的抗污染能力。綜合分析膜的親水性、空隙率等參數(shù)，在實(shí)際的環(huán)境污水處理過程中盡可能選用性能更為理想的膜，促使膜的抗污染能力提升，延長膜的使用年限的同時(shí)，維護(hù)基于膜生物反應(yīng)技術(shù)的環(huán)境工程污水處理成效。
第二，優(yōu)化改善混合液的特性。膜污染處理成效與混合液特性之間有著較為直觀性的聯(lián)系，結(jié)合預(yù)處理組件的使用，能夠達(dá)到對污泥性質(zhì)進(jìn)行調(diào)整的效果，同時(shí)降低膜污染。例如，通過投放PAC顆粒，則可以利用其強(qiáng)大的吸附能力促使污泥的可濾性同時(shí)增強(qiáng)。
第三，完善膜分離的操作條件。出于對進(jìn)一步優(yōu)化環(huán)境工程污水處理成效的考量，必須要控制膜污染問題，此時(shí)，可以通過對膜分離操作條件實(shí)施完善調(diào)整來完成。例如，引入多樣性的過濾方式，規(guī)避應(yīng)用單一性的過濾方法，從而達(dá)到提升過濾實(shí)效性的效果。第四，調(diào)整更新反應(yīng)器與膜組件的構(gòu)成。當(dāng)前，環(huán)境工程污水的成分復(fù)雜程度提高，膜污染問題更為多樣，這就使得整個(gè)基于膜生物反應(yīng)技術(shù)的污水處理工作難度上升，因此需要持續(xù)優(yōu)化、更新技術(shù)，調(diào)整反應(yīng)器與膜組件的構(gòu)成，推動(dòng)膜生物反應(yīng)技術(shù)及污水處理的共同升級。
3.4 水質(zhì)凈化成效的強(qiáng)化
第一，滯留硝化細(xì)菌，凈化水質(zhì)。硝化細(xì)菌對于生長環(huán)境方面的要求并不高，所以將其投放在膜生物反應(yīng)器內(nèi)，依然可以更好地實(shí)現(xiàn)內(nèi)部繁殖，提升膜生物反應(yīng)技術(shù)在污水處理中的效率。對于硝化細(xì)菌而言，其具備較強(qiáng)的凈化水質(zhì)能力，且可以推動(dòng)污水處理效率達(dá)到理想水平。硝化細(xì)菌可以長時(shí)間的滯留在膜生物反應(yīng)器內(nèi)，促使其中積累的硝化細(xì)菌濃度持續(xù)性提高，從而達(dá)到強(qiáng)化污水處理成效的效果。
第二，引入高濃度活性污泥，提升污水處理效果。在膜生物反應(yīng)器處理污水的過程中，活性污泥的濃度參數(shù)能夠影響環(huán)境工程污水處理效果。通常情況下，在活性污泥濃度較高的條件下，所產(chǎn)生的污水處理效果更為理想。基于這樣的情況，應(yīng)當(dāng)在膜生物反應(yīng)器處理污水的操作實(shí)踐中引入高濃度活性污泥，維護(hù)污水處理的出水水質(zhì)，降低懸浮顆粒度含量，從而收獲更加理想的環(huán)境工程污水處理成效。
4、總結(jié)
綜上所述，環(huán)境工程污水處理中，膜生物反應(yīng)技術(shù)作為新型污水處理技術(shù)的一種有著極高的應(yīng)用優(yōu)勢，值得重點(diǎn)探究與廣泛推廣應(yīng)用。現(xiàn)階段，膜生物反應(yīng)器衍生出多種污水處理工藝，包括動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)、組合式污水處理技術(shù)、曝氣生物濾池技術(shù)等等，在生活廢水處理、工業(yè)廢水處理、醫(yī)院污水處理等多領(lǐng)域內(nèi)得到深入性應(yīng)用，取得理想成效。在未來的發(fā)展中，需要持續(xù)優(yōu)化、更新技術(shù)，推動(dòng)膜生物反應(yīng)技術(shù)及污水處理的共同升級。（來源：福州市福清核電廠核事故應(yīng)急中心）