环境工程污水处理膜生物反应技术应用获奖科研报告

环境工程污水处理膜生物反应技术应用获奖科研报告【摘要】随着我国工业、民生等领域的不断发展，人们生活水平连续多年持续提高，社会生产各行各业对水资源的需求量和消耗量越来越大，各省市地区陆续出现水资源短缺和污染的问题。工业废水、生活污水、医药废水、农业废水的不达标排放是导致地表、地下水体污染的主要源头，我国已有超八成的自然水域存在轻度、中度、重度污染。

【关键词】膜生物反应技术;环境工程;污水处理;技术应用

一、膜生物反应技术概述

（一）技术基础原理分析膜生物反应技术是一种诞生于膜分离技术和生物处理技术之上的组合技术，在污水处理方面有更优秀的效果。

（二）膜生物反应技术优劣势分析膜生物反应技术的优势在于：占地面积小、容积负荷高、抗复合能力强、活性污泥浓度高、能够有效实现微生物与污水的分离、污泥零排放;劣势在于：膜容易受到污染。

（三）一体式是指膜组件在生物反应器内部的膜生物反应器，这种反应器省去了混合液的循环系统，能耗低、占地面积小，但膜通量较小，比分离式更容易产生膜污染问题，运维成本较高。分离式是指膜组件和生物反应器分别设置的膜生物反应器，内有混合液循环系统，液体透过膜成为处理出水，被截留的物质随浓缩液返回生物反应器，有效避免了微生物流失问题。这种反应器运行稳定、膜组件易拆卸清洗，但混合液循环过程中容易对微生物群体造成侵扰，导致部分微生物失活影响处理效果。

二、膜生物反应技术在环境工程污水处理中的具体应用

（一）日本是使用膜生物反应技术比较早的一个国家，早在上世纪80年代就有将膜生物反应器应用于大楼生活污水处理的案例，当时的进水BOD5在330～710mg/L范围内，COD在100～800mg/L范围内，氨氮在10～40mg/L范围内，变化幅度都比较大，但经过膜生物反应器处理后的出水BOD5降低至1～5mg/L，去除率高达99%以上，COD降至20mg/L以下，去除率达到96%以上，氨氮去除率也能够达到95%左右，有效实现了水资源的再利用。我国清华大学环境科学与工程系在北京海淀区的一个高级公寓内，建立了有关膜生物反应器的中水回用工程，工程运行期间出水平均COD在17.25mg/L，氨氮在0.75mg/L，其他出水指标也符合中水回用标准，中水可以应用于公寓园区的绿化、道路清洁等处。之所以膜生物反应器会在生活污水处理中有如此优秀的表现，是因为反应器内借助膜的分离作用提高了微生物的浓度，促使生活污水内大量的有机污染物被分解和利用;高浓度的硝化细菌环境能够有效去除氨氮，在适当控制操作方法的情况下，还能够对总氮有92.6%以上的去除效果;膜组件本身的截留、过滤作用，促使生活污水内的悬浮物、大分子物质被从水体中剥离出来;且大分子的微生物产物还会附着在膜组件表面，形成一层凝胶质地的膜，这层膜也具有过滤作用，且作用效果大于膜组件本身，进一步提高了生活污水的出水质量。

（二）工业污水处理中推广应用相较于生活污水而言，工业废水中的污染物成分更加复杂、排放量更大，其中可能包含难降解的有机物、有害金属离子，废水的PH值和盐度也许更不友好，总而言之，工业废水属于处理起来比较困难的废水。因此，在工业废水中推广和应用膜生物反应技术及其设备，需要根据工业废水的具体成分特点来选择，尽可能提高膜生物反应器的针对性，提高工业废水的处理质量和效果。

（三）低污染饮用水净化在水资源被大量污染的当下，我们并不能保证水源地中的水质一定符合饮用标准，尤其在化肥、农药大量使用的今天，饮用水中也不同程度的存在污染。面对低污染程度的饮用水，应用膜生物反应技术及其设备进行脱氮、吸附杀虫剂、降浊度是比较有效的一种方式。

（四）填埋场渗滤液处理应用在固体废弃物污染同样非常严重的今天，我国所有城市都建有自己的垃圾填埋场。这些填埋场会在自然降雨、霜雾、垃圾分解等作用下产生渗滤液，这些渗滤液中含有高浓度的有机物、盐类、重金属、烃和氯代化合物等污染物，如果让这些渗滤液直接进入土壤和地下水系，必然会造成严重的土壤污染和地下水污染。膜生物反应技术与反渗透技术的联合应用，能够有效处理垃圾填埋场产生的渗滤液，不仅能够分解渗滤液中的高浓度有机物，还能够有效去除盐分、截留重金属、去除杂质，使高污染度的渗滤液以达标的形式进行排放。

（五）随着化肥利用率的升高，城市粪便污水的农用比例急剧下降，大量的粪便污水不得不倾倒在城市附近区域，成为新的环境污染源头。膜生物反应技术是处理粪便污水的重要技术，借助膜生物反应器中营造的好氧环境和高浓度污泥，能够有效降解粪便污水中的高浓度有机物。日本目前已经研发并应用了被称為NS的膜生物反应器-屎尿处理技术，这一协同中并列安装了几十组0.4m2的平板膜，可定期自动冲洗，膜材料应用的是截留分子量超大的聚砜超滤膜，污泥浓度保持在1.5～1.8万mg/L区间。

三、结束语

膜生物反应技术集合了膜技术和生物技术的优势，在污水处理中能够发挥重要的作用，既缩短了