杨炎锋

摘要：随着我国社会的不断进步，我国越来越重视环境保护。因此，对环境工程的污水处理技术也有了更为严格的要求。膜生物反应技术是一种科学高效的污水处理技术，得到了越来越广泛的应用。本文将通过对膜生物反应技术进行研究，并就环境工程的污水处理未来的应用及发展方向进行探讨，以期对提高膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用效果发挥重要作用。

关键词：膜生物反应技术；环境工程；污水处理

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674-3024（2016）13-236-02

引言

膜生物反应技术是一种结合了膜分离单元与生物处理单元的新型污水处理技术。膜生物反应器（MBR）是一种把膜分离技术和生物反应器进行相结合的生物化学反应系统，以微生物，酶菌或动植物细胞做为催化剂，在这些催化剂的催化作用下发生化学反应或生物转化，再通过超滤分离膜将反应产物不断分离出来，同时还会自动截留催化剂保证反应的连续进行。膜生物反应技术是一种新型的用于水处理技术，是一种结合了传统的活性污泥法以及膜分离技术而形成的新型污水处理工艺。膜生物反应技术通过高效的分离膜组件取代了二沉池以及生物处理过程中产生的生物单元组合，形成了一套有机的污水净化技术，出水水质好、占地面积少、操作简单、运行稳定、易于自动控制等是其主要优点。因此，在环境工程的污水处理中加强对膜生物反应技术的应用是十分有意义的。

1.膜生物反应的技术原理与分类

1.1膜生物反应技术原理

膜生物反应技术（英文Membrane bioreactor，MBR），是一种与常规的生物技术和膜分离技术相比有了很大突破的新技术，膜生物反应技术是一种结合了膜分离技术与传统生物法的新型污水处理技术，这种技术通过膜组件的分离截留功能，把生物反应器中的难降解的大分子物质以及活性污泥截留在反应器中，提高生物反应器中微生物的浓度，使生物器中的生化反应效率得到了很大程度的提高。

1.2膜生物反应技术的分类

膜生物反应技术主要是由膜组件和生物反应器两大部分组成的。生物反应器的作用就是作为污染物主要的降解场所，而对于膜组件的选择，是根据水处理目的不同而选用相应类型的膜。膜组件和生物反应器这两部分的组合类型及方式的差异，造成了各种膜生物反应技术的类型也不尽相同。

以膜生物反应器中膜组件作用的不同进行分类，膜生物反应器可以分为三种类型。第一种，即主要用于固体载留与分离的膜分离生物反应器；第二种，是主要用于处理高浓度有机废水的无泡曝气膜生物反应器：第三种是萃取膜生物反应器，用于处理工业废水中存在的污染物。这三种膜生物反应器中，应用最为广泛的是膜分离生物反应器，通常情况下说的膜生物反应器指的就是膜分离生物反应器。

根据膜组件与生物反应器结合方式的不同，膜生物反应器又可以分为一体式、分离式以及隔离式三种类型。一体式类型的膜生物反应器是通过把膜组件浸没于生物反应器中，在生物反应器中对有机污染物进行降解，再通过负压抽把水吸入，然后经膜组件外侧进入到中空纤维，之后再把水引出：也可以把膜单元安置在生物池的出水端以代替二沉池。分离式类型的膜生物反应器，即把生物反应器与膜单元进行分开设置，通过泵和管道把它们之间连接起来，目前的膜生物反应器系统一般都是应用分离式膜生物反应器。隔离式类型的膜生物反应器，即把污水和生物反应器选择性的进行膜隔离，只有目标污染物能够透过该膜进入到生物反应器中进行降解。

2.膜生物反应技术优缺点分析

2.1膜生物反应技术的优点

2.1.1分离效率高

膜生物反器不再需要过滤单元和沉淀池，因此占用空间小，也不存在污泥沉降性问题。由于膜生物反应器系统中MLSS的浓度较高，大大提升了系统的容积负荷，也增强了系统的抗复合能力，从而提高了有机废水的分离效率。

2.1.2提高活性污泥浓度

膜生物反应器在很大程度上提高了生物的反应能力，反应池中MLSS的浓度可以达到10000MG/L左右，有效地把高浓度的有机废水去除，使悬浮物含量降低，提高大分子的降解率，同时减少了污泥地的体积，提高了出水水质。

2.1.3废水与微生物实现分离

膜生物反应器可以将废水和活性污泥分离，废水在膜腔内部流动，而生物细菌在膜外流动，这样就实现了废水与微生物的分离，污水处理效果明显。

2.1.4有利于硝化细菌滞留生长

生物膜反应器可以有效阻止硝化细菌的流失，使得反应器内硝化细菌可以一直保持较高的浓度，提高硝化效率。

2.1.5提高传氧效率

膜生物反应器采用了一种新型透气性膜，这种透气膜具有传质阻力小，可在高压环境下运行等特点，减弱了气泡大小和停留时间等因素的影响，提高了供氧系统的稳定性。这种透气膜既提高了膜生物反应器氧气的利用率，也很好的缓解了膜生物反应器曝气系统的运行压力。

2.1.6降低污泥产率

膜生物反应器可以完全的将污泥堵截在生物反应器内部，实现污泥的零排放。因为膜生物反应器内部的营养物质较少，污泥产生的负荷低，污泥的产生量非常小，降低了污泥产率。

2.2膜生物反应技术的缺点

膜生物反应技术与传统的环境工程污水处理技术相比，确实具有很多的优势，但同时不可否认的是，由于该技术投入实际应用的时间还比较短，存在着一些技术问题，仍需要改进。首先，和传统的污水处理技术相比，膜生物反应器在处理相同等级的污水时，会出现吸附更多有害元素以及混合颗粒物的情况。其次，膜生物反应器中“膜”的使用寿命是有限的，在使用一段时间后会由于受到污染而出现通水量减少的情况。目前还没有很好的技术能够延长“膜”的使用寿命，在“膜”受到污染后如何解决通水量的变化问题仍然是一个的技术难关。

3.常用的膜生物反应技术

3.1 EGSB-MBR技术

EGSB-MBR技术是一种结合了EGSB和MBR两种技术优点的膜生物反应技术。可以有效的对有机废水进行处理，去除废水中的COD效果明显，但是很难去除氮、氨以及一些悬浮物等，而通过在EGSB反应器后面添加膜生物反应器作为后续处理，可以很好地弥补EGSB反应器的缺点。EGSB-MBR技术处理污水示意图如图1所示。

1-EGSB进水箱；2-恒位水箱；3-自动控温系统；4-进水泵；5-进水流量计；6-循环水流量；7-循环水水泵；8-EGSB反应器；9-缓冲水箱；10-水封；11-湿式气体流量计；12-MBR进水箱；13-自动控温系统；14-MBR进水泵；15-MBR反应器；16-风机；17-气体流量计；18-微孔曝气管：19-微滤膜组件：20-污泥回流泵；21-污泥排出口；22-排水缓冲水箱；23-MBR排水口；24-反冲洗水泵；25-MBR厌氧区域。

3.2曝气生物滤池，气浮，膜生物反应器组合技术

通过对曝气生物滤池，气浮，膜生物反应器技术进行组合，能够有效的去除污水中的胶体和洗涤剂等污染物，减轻污水处理系统负荷。

3.3动态膜生物反应技术

动态膜生物反应器以微网材料做膜基底，通过利用活性污泥具有的过滤特性过滤污染物。目前一般采用侧向曝气形式的动态膜生物处理技术，这种技术可以有效防止反应器错流速度过小，造成反应器内出现短流现象，取得了良好的处理效果。该实验装置如图2

4.膜生物反应技术应用前景

4.1回收高层建筑废水

可以通过膜生物反应技术对高层建筑废水进行回收利用，也可以利用膜生物反应技术对土地填埋场的废水进行处理，还可以处理高浓度有机废水。全球水资源日益紧张，人们对环保有了越来越高的意识，因此，未来膜生物反应技术的应用将越来越广泛。膜生物反应技术不仅成本低，节约能源，而且在污泥产生量以及膜污染的放置过程中，膜生物反应技术也有很大的优势，因此具有大规模生产的潜力。

4.2污水处理

膜生物反应器克服了对污泥沉降性能的依赖，还可以取代二沉池，并且还达到了除菌效果，因此，膜生物反应器可以提供优质的水，再加上膜生物反应器占地面积较小，所以在废水回收和污水处理等工作上可以发挥很大的作用，应用前景非常广阔。

5.结束语

随着我国科学技术的不断发展进步，对于材料科学的研究取得重大突破，膜生物反应技术正在一步步的步入成熟阶段，抗腐蚀、耐污染等新型膜材料相继研究制造出来，推动了我国膜生物反应技术的广泛应用，对提高我国在环境工程中的污水处理工作发挥了重要的作用。