膜生物反应器污水处理工艺在我国的运用现状探讨
李艳松 吕佳
摘要：膜生物反应器主要是通过膜分离技术、生物处理技术进行有机结合的一种新型污水处理工艺，膜生物反应器污水处理技术在污水处理方面的优良效果促使其得到了迅速的发展。本文根据现阶段膜生物反应器污水处理工艺工程建设情况，并结合市场、环境等相关因素，对膜生物反应器污水处理工艺在我国的发展趋势进行了深入探讨。
关键词：膜生物反应器；污水处理工艺
中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0097-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.057
Abstract： Membrane bioreactor is a new kind of wastewater treatment process which combines membrane separation technology and biological treatment technology. The excellent utility of membrane bioreactor wastewater treatment technology in sewage treatment promotes its rapid development. This paper is based on the wastewater treatment craft of membrane bioreactor at present. The development trend of membrane bioreactor wastewater treatment technology in China is discussed in depth， combined with relevant factors such as market and environment.
Key words： Membrane bioreactor；Sewage treatment process
在膜生物反應器污水处理技术发展过程中，主要有萃取生物反应器、固液分离型生物反应器、曝气膜生物反应器等几种类型。现阶段应用范围较广的是固液分离型膜生物反应器，但随着材料科学技术不断进步，对固液分离型膜生物反应器应用提出了更高的要求，因此，为进一步提高我国污水处理效率，对膜生物反应器污水处理工艺进行综合分析非常必要。
1 膜生物反应器污水处理工艺运行特点
膜生物反应器污水处理工艺在实际运行中可通过生物反应器内部相关填料的添加、颗粒污泥形成、微生物附着、微生物生长繁殖、生物膜形成等工序，溶解污染废水中的氧气，并吸收污染废水中的有机污染物，从而达到有效的废水分离效果。在实际运行过程中，膜生物反应器污水处理工艺具有较好的祛除效率及脱氮除磷效果，通过膜分离截留作用及适当填料的添加，可为硝化菌生长营造一个良好的厌氧环境，同时也增加了生物膜上附着微生物群落的多样性，便于生物膜后续产物的有效处理[1]。但在生物膜污水处理工艺运行过程中，由于现阶段仍缺乏有效的膜处理技术，且周边环境温度不稳定、生物膜制造工艺不完善等问题也导致了生物膜污染水体处理速率的变化。
2 膜生物反应器污水处理工艺运行现状
2.1 膜生物反应器生活污水处理
膜生物反应器在生活污水处理中的应用，主要为厌氧膜生物反应器、好氧膜生物反应器、缺氧膜生物反应器，同时为了与生物脱氮除磷工艺相符，需在以往生物膜反应器污水处理工艺的基础上进行适当更新优化，如分流式膜生物反应器、倒置膜生物反应器、多级膜生物反应器等，在膜生物反应器污水处理工艺的具体更新优化操作中，可利用A/O池排布方式的更改或者给水分配方式更改、混合料回流线路更改等措施进行。同时，由于生活污水中氮磷比普遍较低，可在膜生物反应器污水处理工艺前期设计时对内源碳应用进行合理控制，便于碳源的合理应用及反硝化效率的提升。同时针对污染物质存在时间较长导致的生物除磷效果不佳等问题，可在膜生物反应器污水处理工艺运行的基础上进行化学除磷方式的应用，主要通过物化方式的应用降低污染物质内部可生化性质，便于反渗透、生物滤池等后续污水处理工艺的正常运行，常用的化学除磷物质主要为臭氧。而对于粪便等生活污水，以往常用的膜生物反应器污水处理措施主要为反硝化法[2]，而由于反硝化法具有固液分离不稳、浓度过高等特点，现阶段利用超滤膜过滤的方式代替了反硝化技术，超滤膜过滤的方式主要为接收模块、高效脱氮生物反应设备、深度处理消毒模块等几个部分，基本脱氮生物反应器设计运行参数可依照以往反硝化设施进行设计，控制整体设备运行率在1.2m/d，最后采用NaClO进行生物膜清洗措施。
2.2 膜生物反应器工业废水处理
膜生物反应器在工业废水处理中的应用主要包括电力制造、印刷行业、化工行业、食品加工等行业。膜生物反应器污水处理工艺主要由膜生物反应器单元及其配套处理装置组合而成，在实际运行中膜生物反应器通过生物降解、膜截留等性能的综合应用促使污染物浓度及纯净度符合预期要求。其中生物降解主要通过生物膜的合理应用实现油脂、颗粒物、毒性物质等污染物浓度的下降，同时通过适当污染物酸碱度调节技术促使生物膜处理后产物可生化性指标符合规定；而生物膜截留主要依据最终出水需求采取进一步的氧化处理措施，如反渗透、纳滤、曝气生物滤池等工艺，促使生物膜反应器中的污染物、无机盐等物质含量得到有效的控制[3]。
2.3 膜生物反应器污水处理工艺能耗现状
自20世纪90年代开始，膜生物反应器污水处理工艺在污水处理方面得到了有效的应用，在实际运行之初主要用于污水悬浮物质及氮、细菌的去除工作。其进水及出水BOD分别为160mg/L、4mg/L，最大处理量为每天1900.0m3，在最终膜处理过程中采用了ZaClO作为膜表面清洗试剂。在膜生物反应器污水处理工艺后续发展过程中，其污泥产量及运行管理效率得到了进一步的提升，现阶段膜生物反应器污水处理工程主要包括管网、非工程投资、厂区工程等相关方面，如厂区管道、膜系统、办公设备等，而在膜生物反应器污水处理工艺运行过程中，工资、设备管理、污泥处理、药剂使用、能量损耗为主要成本损耗方面。在膜材料应用效率提升、膜材料成本资金损耗下降的综合作用下，膜生物反应器污水处理技术的运行成本有望进一步下降，在不考虑膜折旧成本的基础上，膜生物反应器污水处理工艺主要损耗成本主要为能量损耗，如在污水提升、曝气、混合液搅拌、泥渣转移等方面的电力能量损耗等。
3 膜生物反应器污水处理工艺发展趋势
膜生物反应器污水处理工艺在实际运用中，主要受地方政策、市场需求、环境压力等几个方面的影响，而现阶段我国水资源污染严重、水资源缺乏已成为整体社会经济增长的主要限制因素。在高效水处理技术及水资源开发工作的进程中，我国相关政府部门对污水再生工艺提出了进一步的要求，这种情况下处理效率高、运行稳定、出水水质好的膜生物反应器污水处理工艺就获得了极大的发展空间。同时在《中华人民共和国水法》中对膜生物反应器污水处理工艺等相关污水处理技术的处理效率提出了严格的要求，随着再生水资源重复应用标准的不断完善，社会各界对污水处理工艺的关注力度不断增加，继而为膜生物反应器污水处理工艺应用范围的进一步拓展提供了依据。此外在聚酰胺、聚丙酰胺膜等生物反应器膜材料的基础上，目前又出现了耐高压高温能力更强的无机膜材料，如陶瓷平板膜系统等，而在膜材料的发展过程中，膜生物反应器污水处理技术可得到进一步的提升。
4 总结
综上所述，在我国水资源缺乏及水污染严重等因素的大背景下，膜生物反应器污水处理工艺得到了大规模的应用[4]。基于膜生物反应器运行特点，在膜生物反应器污水处理技术应用过程中，可根据污水具体的水质类型采取适当的膜生物反应器配套设施配置，以便于膜生物反应器污水处理工艺处理效率及出水水质达到同步的提升，进而为膜生物反应器污水处理工艺的进一步发展提供保障。
参考文献
[1]赵云霄.浸没式一体化平板膜生物反应器在分散式生活污水处理中的应用[J].低碳世界，2017，（2）：19-20.
[2]陈刚，姚远，王艾荣等.膜生物反应器与其他污水处理技术的集成工艺综述[J].净水技术，2016，35（3）：16-21.
[3]张国宣，褚喜英，师媛媛等.膜生物反应器处理食品工业废水的研究进展[J].河南化工，2017，34（3）：13-17.
[4]孙磊.膜生物反应器及电絮凝—过滤技术在分散式生活污水处理中的应用研究[D].北京：中国海洋大学，2009.
收稿日期：2018-04-08
作者简介：李艳松（1981-），男，硕士，中级工程师，研究方向为环境工程。
摘要：膜生物反应器主要是通过膜分离技术、生物处理技术进行有机结合的一种新型污水处理工艺，膜生物反应器污水处理技术在污水处理方面的优良效果促使其得到了迅速的发展。本文根据现阶段膜生物反应器污水处理工艺工程建设情况，并结合市场、环境等相关因素，对膜生物反应器污水处理工艺在我国的发展趋势进行了深入探讨。
关键词：膜生物反应器；污水处理工艺
中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0097-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.057
Abstract： Membrane bioreactor is a new kind of wastewater treatment process which combines membrane separation technology and biological treatment technology. The excellent utility of membrane bioreactor wastewater treatment technology in sewage treatment promotes its rapid development. This paper is based on the wastewater treatment craft of membrane bioreactor at present. The development trend of membrane bioreactor wastewater treatment technology in China is discussed in depth， combined with relevant factors such as market and environment.
Key words： Membrane bioreactor；Sewage treatment process
在膜生物反應器污水处理技术发展过程中，主要有萃取生物反应器、固液分离型生物反应器、曝气膜生物反应器等几种类型。现阶段应用范围较广的是固液分离型膜生物反应器，但随着材料科学技术不断进步，对固液分离型膜生物反应器应用提出了更高的要求，因此，为进一步提高我国污水处理效率，对膜生物反应器污水处理工艺进行综合分析非常必要。
1 膜生物反应器污水处理工艺运行特点
膜生物反应器污水处理工艺在实际运行中可通过生物反应器内部相关填料的添加、颗粒污泥形成、微生物附着、微生物生长繁殖、生物膜形成等工序，溶解污染废水中的氧气，并吸收污染废水中的有机污染物，从而达到有效的废水分离效果。在实际运行过程中，膜生物反应器污水处理工艺具有较好的祛除效率及脱氮除磷效果，通过膜分离截留作用及适当填料的添加，可为硝化菌生长营造一个良好的厌氧环境，同时也增加了生物膜上附着微生物群落的多样性，便于生物膜后续产物的有效处理[1]。但在生物膜污水处理工艺运行过程中，由于现阶段仍缺乏有效的膜处理技术，且周边环境温度不稳定、生物膜制造工艺不完善等问题也导致了生物膜污染水体处理速率的变化。
2 膜生物反应器污水处理工艺运行现状
2.1 膜生物反应器生活污水处理
膜生物反应器在生活污水处理中的应用，主要为厌氧膜生物反应器、好氧膜生物反应器、缺氧膜生物反应器，同时为了与生物脱氮除磷工艺相符，需在以往生物膜反应器污水处理工艺的基础上进行适当更新优化，如分流式膜生物反应器、倒置膜生物反应器、多级膜生物反应器等，在膜生物反应器污水处理工艺的具体更新优化操作中，可利用A/O池排布方式的更改或者给水分配方式更改、混合料回流线路更改等措施进行。同时，由于生活污水中氮磷比普遍较低，可在膜生物反应器污水处理工艺前期设计时对内源碳应用进行合理控制，便于碳源的合理应用及反硝化效率的提升。同时针对污染物质存在时间较长导致的生物除磷效果不佳等问题，可在膜生物反应器污水处理工艺运行的基础上进行化学除磷方式的应用，主要通过物化方式的应用降低污染物质内部可生化性质，便于反渗透、生物滤池等后续污水处理工艺的正常运行，常用的化学除磷物质主要为臭氧。而对于粪便等生活污水，以往常用的膜生物反应器污水处理措施主要为反硝化法[2]，而由于反硝化法具有固液分离不稳、浓度过高等特点，现阶段利用超滤膜过滤的方式代替了反硝化技术，超滤膜过滤的方式主要为接收模块、高效脱氮生物反应设备、深度处理消毒模块等几个部分，基本脱氮生物反应器设计运行参数可依照以往反硝化设施进行设计，控制整体设备运行率在1.2m/d，最后采用NaClO进行生物膜清洗措施。
2.2 膜生物反应器工业废水处理
膜生物反应器在工业废水处理中的应用主要包括电力制造、印刷行业、化工行业、食品加工等行业。膜生物反应器污水处理工艺主要由膜生物反应器单元及其配套处理装置组合而成，在实际运行中膜生物反应器通过生物降解、膜截留等性能的综合应用促使污染物浓度及纯净度符合预期要求。其中生物降解主要通过生物膜的合理应用实现油脂、颗粒物、毒性物质等污染物浓度的下降，同时通过适当污染物酸碱度调节技术促使生物膜处理后产物可生化性指标符合规定；而生物膜截留主要依据最终出水需求采取进一步的氧化处理措施，如反渗透、纳滤、曝气生物滤池等工艺，促使生物膜反应器中的污染物、无机盐等物质含量得到有效的控制[3]。
2.3 膜生物反应器污水处理工艺能耗现状
自20世纪90年代开始，膜生物反应器污水处理工艺在污水处理方面得到了有效的应用，在实际运行之初主要用于污水悬浮物质及氮、细菌的去除工作。其进水及出水BOD分别为160mg/L、4mg/L，最大处理量为每天1900.0m3，在最终膜处理过程中采用了ZaClO作为膜表面清洗试剂。在膜生物反应器污水处理工艺后续发展过程中，其污泥产量及运行管理效率得到了进一步的提升，现阶段膜生物反应器污水处理工程主要包括管网、非工程投资、厂区工程等相关方面，如厂区管道、膜系统、办公设备等，而在膜生物反应器污水处理工艺运行过程中，工资、设备管理、污泥处理、药剂使用、能量损耗为主要成本损耗方面。在膜材料应用效率提升、膜材料成本资金损耗下降的综合作用下，膜生物反应器污水处理技术的运行成本有望进一步下降，在不考虑膜折旧成本的基础上，膜生物反应器污水处理工艺主要损耗成本主要为能量损耗，如在污水提升、曝气、混合液搅拌、泥渣转移等方面的电力能量损耗等。
3 膜生物反应器污水处理工艺发展趋势
膜生物反应器污水处理工艺在实际运用中，主要受地方政策、市场需求、环境压力等几个方面的影响，而现阶段我国水资源污染严重、水资源缺乏已成为整体社会经济增长的主要限制因素。在高效水处理技术及水资源开发工作的进程中，我国相关政府部门对污水再生工艺提出了进一步的要求，这种情况下处理效率高、运行稳定、出水水质好的膜生物反应器污水处理工艺就获得了极大的发展空间。同时在《中华人民共和国水法》中对膜生物反应器污水处理工艺等相关污水处理技术的处理效率提出了严格的要求，随着再生水资源重复应用标准的不断完善，社会各界对污水处理工艺的关注力度不断增加，继而为膜生物反应器污水处理工艺应用范围的进一步拓展提供了依据。此外在聚酰胺、聚丙酰胺膜等生物反应器膜材料的基础上，目前又出现了耐高压高温能力更强的无机膜材料，如陶瓷平板膜系统等，而在膜材料的发展过程中，膜生物反应器污水处理技术可得到进一步的提升。
4 总结
综上所述，在我国水资源缺乏及水污染严重等因素的大背景下，膜生物反应器污水处理工艺得到了大规模的应用[4]。基于膜生物反应器运行特点，在膜生物反应器污水处理技术应用过程中，可根据污水具体的水质类型采取适当的膜生物反应器配套设施配置，以便于膜生物反应器污水处理工艺处理效率及出水水质达到同步的提升，进而为膜生物反应器污水处理工艺的进一步发展提供保障。
参考文献
[1]赵云霄.浸没式一体化平板膜生物反应器在分散式生活污水处理中的应用[J].低碳世界，2017，（2）：19-20.
[2]陈刚，姚远，王艾荣等.膜生物反应器与其他污水处理技术的集成工艺综述[J].净水技术，2016，35（3）：16-21.
[3]张国宣，褚喜英，师媛媛等.膜生物反应器处理食品工业废水的研究进展[J].河南化工，2017，34（3）：13-17.
[4]孙磊.膜生物反应器及电絮凝—过滤技术在分散式生活污水处理中的应用研究[D].北京：中国海洋大学，2009.
收稿日期：2018-04-08
作者简介：李艳松（1981-），男，硕士，中级工程师，研究方向为环境工程。
