環(huán)境工程污水處理膜生物反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

環(huán)境工程污水處理膜生物反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘要】隨著我國(guó)工業(yè)、民生等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，人們生活水平連續(xù)多年持續(xù)提高，社會(huì)生產(chǎn)各行各業(yè)對(duì)水資源的需求量和消耗量越來(lái)越大，各省市地區(qū)陸續(xù)出現(xiàn)水資源短缺和污染的問(wèn)題。工業(yè)廢水、生活污水、醫(yī)藥廢水、農(nóng)業(yè)廢水的不達(dá)標(biāo)排放是導(dǎo)致地表、地下水體污染的主要源頭，我國(guó)已有超八成的自然水域存在輕度、中度、重度污染。

【關(guān)鍵詞】膜生物反應(yīng)技術(shù);環(huán)境工程;污水處理;技術(shù)應(yīng)用

一、膜生物反應(yīng)技術(shù)概述

（一）技術(shù)基礎(chǔ)原理分析膜生物反應(yīng)技術(shù)是一種誕生于膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)之上的組合技術(shù)，在污水處理方面有更優(yōu)秀的效果。

（二）膜生物反應(yīng)技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)分析膜生物反應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：占地面積小、容積負(fù)荷高、抗復(fù)合能力強(qiáng)、活性污泥濃度高、能夠有效實(shí)現(xiàn)微生物與污水的分離、污泥零排放;劣勢(shì)在于：膜容易受到污染。

（三）一體式是指膜組件在生物反應(yīng)器內(nèi)部的膜生物反應(yīng)器，這種反應(yīng)器省去了混合液的循環(huán)系統(tǒng)，能耗低、占地面積小，但膜通量較小，比分離式更容易產(chǎn)生膜污染問(wèn)題，運(yùn)維成本較高。分離式是指膜組件和生物反應(yīng)器分別設(shè)置的膜生物反應(yīng)器，內(nèi)有混合液循環(huán)系統(tǒng)，液體透過(guò)膜成為處理出水，被截留的物質(zhì)隨濃縮液返回生物反應(yīng)器，有效避免了微生物流失問(wèn)題。這種反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定、膜組件易拆卸清洗，但混合液循環(huán)過(guò)程中容易對(duì)微生物群體造成侵?jǐn)_，導(dǎo)致部分微生物失活影響處理效果。

二、膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的具體應(yīng)用

（一）日本是使用膜生物反應(yīng)技術(shù)比較早的一個(gè)國(guó)家，早在上世紀(jì)80年代就有將膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于大樓生活污水處理的案例，當(dāng)時(shí)的進(jìn)水BOD5在330～710mg/L范圍內(nèi)，COD在100～800mg/L范圍內(nèi)，氨氮在10～40mg/L范圍內(nèi)，變化幅度都比較大，但經(jīng)過(guò)膜生物反應(yīng)器處理后的出水BOD5降低至1～5mg/L，去除率高達(dá)99%以上，COD降至20mg/L以下，去除率達(dá)到96%以上，氨氮去除率也能夠達(dá)到95%左右，有效實(shí)現(xiàn)了水資源的再利用。我國(guó)清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系在北京海淀區(qū)的一個(gè)高級(jí)公寓內(nèi)，建立了有關(guān)膜生物反應(yīng)器的中水回用工程，工程運(yùn)行期間出水平均COD在17.25mg/L，氨氮在0.75mg/L，其他出水指標(biāo)也符合中水回用標(biāo)準(zhǔn)，中水可以應(yīng)用于公寓園區(qū)的綠化、道路清潔等處。之所以膜生物反應(yīng)器會(huì)在生活污水處理中有如此優(yōu)秀的表現(xiàn)，是因?yàn)榉磻?yīng)器內(nèi)借助膜的分離作用提高了微生物的濃度，促使生活污水內(nèi)大量的有機(jī)污染物被分解和利用;高濃度的硝化細(xì)菌環(huán)境能夠有效去除氨氮，在適當(dāng)控制操作方法的情況下，還能夠?qū)偟?2.6%以上的去除效果;膜組件本身的截留、過(guò)濾作用，促使生活污水內(nèi)的懸浮物、大分子物質(zhì)被從水體中剝離出來(lái);且大分子的微生物產(chǎn)物還會(huì)附著在膜組件表面，形成一層凝膠質(zhì)地的膜，這層膜也具有過(guò)濾作用，且作用效果大于膜組件本身，進(jìn)一步提高了生活污水的出水質(zhì)量。

（二）工業(yè)污水處理中推廣應(yīng)用相較于生活污水而言，工業(yè)廢水中的污染物成分更加復(fù)雜、排放量更大，其中可能包含難降解的有機(jī)物、有害金屬離子，廢水的PH值和鹽度也許更不友好，總而言之，工業(yè)廢水屬于處理起來(lái)比較困難的廢水。因此，在工業(yè)廢水中推廣和應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)及其設(shè)備，需要根據(jù)工業(yè)廢水的具體成分特點(diǎn)來(lái)選擇，盡可能提高膜生物反應(yīng)器的針對(duì)性，提高工業(yè)廢水的處理質(zhì)量和效果。

（三）低污染飲用水凈化在水資源被大量污染的當(dāng)下，我們并不能保證水源地中的水質(zhì)一定符合飲用標(biāo)準(zhǔn)，尤其在化肥、農(nóng)藥大量使用的今天，飲用水中也不同程度的存在污染。面對(duì)低污染程度的飲用水，應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)及其設(shè)備進(jìn)行脫氮、吸附殺蟲(chóng)劑、降濁度是比較有效的一種方式。

（四）填埋場(chǎng)滲濾液處理應(yīng)用在固體廢棄物污染同樣非常嚴(yán)重的今天，我國(guó)所有城市都建有自己的垃圾填埋場(chǎng)。這些填埋場(chǎng)會(huì)在自然降雨、霜霧、垃圾分解等作用下產(chǎn)生滲濾液，這些滲濾液中含有高濃度的有機(jī)物、鹽類、重金屬、烴和氯代化合物等污染物，如果讓這些滲濾液直接進(jìn)入土壤和地下水系，必然會(huì)造成嚴(yán)重的土壤污染和地下水污染。膜生物反應(yīng)技術(shù)與反滲透技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，能夠有效處理垃圾填埋場(chǎng)產(chǎn)生的滲濾液，不僅能夠分解滲濾液中的高濃度有機(jī)物，還能夠有效去除鹽分、截留重金屬、去除雜質(zhì)，使高污染度的滲濾液以達(dá)標(biāo)的形式進(jìn)行排放。

（五）隨著化肥利用率的升高，城市糞便污水的農(nóng)用比例急劇下降，大量的糞便污水不得不傾倒在城市附近區(qū)域，成為新的環(huán)境污染源頭。膜生物反應(yīng)技術(shù)是處理糞便污水的重要技術(shù)，借助膜生物反應(yīng)器中營(yíng)造的好氧環(huán)境和高濃度污泥，能夠有效降解糞便污水中的高濃度有機(jī)物。日本目前已經(jīng)研發(fā)并應(yīng)用了被稱為NS的膜生物反應(yīng)器-屎尿處理技術(shù)，這一協(xié)同中并列安裝了幾十組0.4m2的平板膜，可定期自動(dòng)沖洗，膜材料應(yīng)用的是截留分子量超大的聚砜超濾膜，污泥濃度保持在1.5～1.8萬(wàn)mg/L區(qū)間。

三、結(jié)束語(yǔ)

膜生物反應(yīng)技術(shù)集合了膜技術(shù)和生物技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在污水處理中能夠發(fā)揮重要的作用，既縮短了