環(huán)境工程污水處理膜生物反應技術應用獲獎科研報告

環(huán)境工程污水處理膜生物反應技術應用獲獎科研報告【摘要】隨著我國工業(yè)、民生等領域的不斷發(fā)展，人們生活水平連續(xù)多年持續(xù)提高，社會生產(chǎn)各行各業(yè)對水資源的需求量和消耗量越來越大，各省市地區(qū)陸續(xù)出現(xiàn)水資源短缺和污染的問題。工業(yè)廢水、生活污水、醫(yī)藥廢水、農(nóng)業(yè)廢水的不達標排放是導致地表、地下水體污染的主要源頭，我國已有超八成的自然水域存在輕度、中度、重度污染。

【關鍵詞】膜生物反應技術;環(huán)境工程;污水處理;技術應用

一、膜生物反應技術概述

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

（二）膜生物反應技術優(yōu)劣勢分析膜生物反應技術的優(yōu)勢在于：占地面積小、容積負荷高、抗復合能力強、活性污泥濃度高、能夠有效實現(xiàn)微生物與污水的分離、污泥零排放;劣勢在于：膜容易受到污染。

（三）一體式是指膜組件在生物反應器內(nèi)部的膜生物反應器，這種反應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)生膜污染問題，運維成本較高。分離式是指膜組件和生物反應器分別設置的膜生物反應器，內(nèi)有混合液循環(huán)系統(tǒng)，液體透過膜成為處理出水，被截留的物質(zhì)隨濃縮液返回生物反應器，有效避免了微生物流失問題。這種反應器運行穩(wěn)定、膜組件易拆卸清洗，但混合液循環(huán)過程中容易對微生物群體造成侵擾，導致部分微生物失活影響處理效果。

二、膜生物反應技術在環(huán)境工程污水處理中的具體應用

（一）日本是使用膜生物反應技術比較早的一個國家，早在上世紀80年代就有將膜生物反應器應用于大樓生活污水處理的案例，當時的進水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)過膜生物反應器處理后的出水BOD5降低至1～5mg/L，去除率高達99%以上，COD降至20mg/L以下，去除率達到96%以上，氨氮去除率也能夠達到95%左右，有效實現(xiàn)了水資源的再利用。我國清華大學環(huán)境科學與工程系在北京海淀區(qū)的一個高級公寓內(nèi)，建立了有關膜生物反應器的中水回用工程，工程運行期間出水平均COD在17.25mg/L，氨氮在0.75mg/L，其他出水指標也符合中水回用標準，中水可以應用于公寓園區(qū)的綠化、道路清潔等處。之所以膜生物反應器會在生活污水處理中有如此優(yōu)秀的表現(xiàn)，是因為反應器內(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)大量的有機污染物被分解和利用;高濃度的硝化細菌環(huán)境能夠有效去除氨氮，在適當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;且大分子的微生物產(chǎn)物還會附著在膜組件表面，形成一層凝膠質(zhì)地的膜，這層膜也具有過濾作用，且作用效果大于膜組件本身，進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雜、排放量更大，其中可能包含難降解的有機物、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)廢水屬于處理起來比較困難的廢水。因此，在工業(yè)廢水中推廣和應用膜生物反應技術及其設備，需要根據(jù)工業(yè)廢水的具體成分特點來選擇，盡可能提高膜生物反應器的針對性，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下，我們并不能保證水源地中的水質(zhì)一定符合飲用標準，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。面對低污染程度的飲用水，應用膜生物反應技術及其設備進行脫氮、吸附殺蟲劑、降濁度是比較有效的一種方式。

（四）填埋場滲濾液處理應用在固體廢棄物污染同樣非常嚴重的今天，我國所有城市都建有自己的垃圾填埋場。這些填埋場會在自然降雨、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入土壤和地下水系，必然會造成嚴重的土壤污染和地下水污染。膜生物反應技術與反滲透技術的聯(lián)合應用，能夠有效處理垃圾填埋場產(chǎn)生的滲濾液，不僅能夠分解滲濾液中的高濃度有機物，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標的形式進行排放。

（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。膜生物反應技術是處理糞便污水的重要技術，借助膜生物反應器中營造的好氧環(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物。日本目前已經(jīng)研發(fā)并應用了被稱為NS的膜生物反應器-屎尿處理技術，這一協(xié)同中并列安裝了幾十組0.4m2的平板膜，可定期自動沖洗，膜材料應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mg/L區(qū)間。

三、結束語

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