摘 要：水資源是我國(guó)的民生資源，不過(guò)由于人們觀念上的不重視，水資源得不到充分的利用，同時(shí)人們?cè)谏a(chǎn)生活中也不能夠很好地處理水資源。文章研究了膜生物反應(yīng)器在水處理中的應(yīng)用，以及膜生物反應(yīng)器技術(shù)的原理和特點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)對(duì)膜生物反應(yīng)器的現(xiàn)狀和研究熱點(diǎn)進(jìn)行研究，探討其發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器；膜組件；膜污染；廢水處理

前言

隨著我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展和對(duì)污水處理的高度重視，傳統(tǒng)的生物處理方法已難以滿足日益嚴(yán)格的排放要求。膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)與生物處理的高效結(jié)合，其具有占地面積小、處理效果好、剩余污泥產(chǎn)量低的特點(diǎn)，在近年來(lái)被廣泛推廣，尤其適用于小水量的污水處理和再生。1954年國(guó)外開(kāi)始研究膜生物反應(yīng)器技術(shù)，這種技術(shù)從發(fā)現(xiàn)到發(fā)展經(jīng)歷了很短的時(shí)間，隨著這種技術(shù)的發(fā)展，目前出現(xiàn)了很多種類的膜生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器作為一種新型的水處理技術(shù)，被大眾所理解和接受，越來(lái)越多的學(xué)者將該技術(shù)進(jìn)行推廣和發(fā)展，促進(jìn)了膜生物反應(yīng)技術(shù)在水處理領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

1 膜生物反應(yīng)器的原理及分類

1.1 膜生物反應(yīng)器的原理

膜生物反應(yīng)器主要是結(jié)合了膜處理技術(shù)和高效的生物反應(yīng)器處理技術(shù)；其中，生物反應(yīng)器通過(guò)一定的條件可以使得微生物獲得污水中的有用物質(zhì)，從而進(jìn)行一系列的產(chǎn)生和生長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的累積，微生物會(huì)逐漸形成一個(gè)體系，這個(gè)體系又叫做微生物鏈，從而促進(jìn)有機(jī)污染物進(jìn)行科學(xué)的降解，降解之后膜會(huì)將污染物和微生物進(jìn)行分離，達(dá)到凈化水的作用。膜作為一種有機(jī)的分離材料能夠增加反應(yīng)器中的活性污泥濃度，在一定程度上也能夠提高污水的處理效率和出水水質(zhì)，應(yīng)用膜生物反應(yīng)器能夠有效的降低運(yùn)行能耗，提高了產(chǎn)量。

1.2 膜生物反應(yīng)器的分類

膜生物反應(yīng)器技術(shù)的兩大要素分別為生物反應(yīng)器和生物膜。生物反應(yīng)器的主要作用是進(jìn)行污染物的降解，而生物膜是一種并不固定的裝置，在實(shí)際的水處理中我們往往會(huì)根據(jù)水處理的具體類型而選擇具有不同作用的膜，不同的反應(yīng)器和膜的組成是區(qū)分各種膜生物反應(yīng)器的主要因素。目前開(kāi)發(fā)出來(lái)的膜生物反應(yīng)器可分為三類：（1）膜分離生物反應(yīng)器，用于污水處理中的固液分離；（2）膜曝氣生物反應(yīng)器，用于氣體傳遞，通常為好氧工藝，可實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)器的無(wú)泡曝氣，可對(duì)有害物質(zhì)較多的高濃度廢水進(jìn)行處理；（3）萃取膜生物反應(yīng)器，用于污染物的萃取和生物降解處理。應(yīng)用最為廣泛的膜生物反應(yīng)器是膜分離生物反應(yīng)器，這也是大眾所熟知的膜生物反應(yīng)器技術(shù)。膜生物反應(yīng)器還會(huì)根據(jù)兩種主要元素的組合方式來(lái)進(jìn)行劃分，主要包括：一體式膜生物反應(yīng)器、分離式膜生物反應(yīng)器和隔離式膜生物反應(yīng)器等。另外，根據(jù)膜生物反應(yīng)器中各種微生物需氧量的不同也可以將膜生物反應(yīng)器劃分為好氧膜生物反應(yīng)器和厭氧膜生物反應(yīng)器等。

2 膜生物反應(yīng)器在水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀及研究熱點(diǎn)

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的膜生物反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展速度較快，他們已近開(kāi)始實(shí)際的使用這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于污染廢水的大量處理，同時(shí)由于應(yīng)用的增多技術(shù)提高較快，國(guó)外甚至用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)處理飲用水。

結(jié)合現(xiàn)有的應(yīng)用水平我們可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)外的膜生物反應(yīng)器應(yīng)用已經(jīng)取得了不少的成績(jī)，同時(shí)在不同的領(lǐng)域中效果也不同，主要包括生活廢水處理和工業(yè)廢水處理等。20世紀(jì)70年代美國(guó)就有部分的水處理公司就開(kāi)始建立工業(yè)化或者是商用的膜生物反應(yīng)器，剛開(kāi)始使用時(shí)膜生物反應(yīng)器的每天處理量不超過(guò)20噸。20世紀(jì)80年代法國(guó)開(kāi)始進(jìn)行水處理膜反應(yīng)器的研究，同時(shí)建立了著名的建筑物生活水循環(huán)系統(tǒng)；20世紀(jì)90年代英國(guó)開(kāi)始在建筑物內(nèi)安裝膜生物反應(yīng)器；21世紀(jì)法國(guó)利用先進(jìn)的膜生物反應(yīng)器技術(shù)來(lái)處理飲用水和被各種殺蟲(chóng)劑污染的情況較為嚴(yán)重的生活用水，處理中發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)能夠保證優(yōu)良的出水水質(zhì)，而且能夠達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)在膜生物反應(yīng)器方面的發(fā)展還不是很先進(jìn)，研究的資料也相對(duì)較少，不過(guò)我們已經(jīng)逐漸地認(rèn)識(shí)到膜生物反應(yīng)器的重要作用，開(kāi)始進(jìn)行一系列的研究。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)將膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于各種廢水的處理，處理對(duì)象主要包括焦化廢水、煉油廢水、橡膠合成廢水以及印染廢水等。而應(yīng)用的方式主要為：利用膜生物反應(yīng)器對(duì)生化處理后的出水進(jìn)行深度處理，經(jīng)過(guò)膜生物處理后的出水可直接進(jìn)入超濾、納濾或反滲透處理系統(tǒng)后進(jìn)行中水回用，甚至可進(jìn)一步經(jīng)過(guò)殺菌或消毒，制備飲用水。由此可見(jiàn)，膜生物反應(yīng)器技術(shù)在目前水資源越來(lái)越匱乏的情況下，是一種極為優(yōu)越和有效的廢水回用技術(shù)。

2.2 研究熱點(diǎn)

膜生物反應(yīng)器目前研究的關(guān)注點(diǎn)集中在膜組件的材料和結(jié)構(gòu)、膜污染等。膜生物反應(yīng)器一般采用浸沒(méi)式膜組件，而應(yīng)用最為廣泛的則是浸沒(méi)式中空纖維膜組件和浸沒(méi)式板式膜組件。中空纖維膜組件目前主要有簾式膜組件、U型簾式膜組件、海藻式膜組件等。

制約膜生物反應(yīng)器在水處理中應(yīng)用的原因?yàn)槟壳按蟛糠帜ど锓磻?yīng)器均存在運(yùn)行一段時(shí)間后膜通量下降的問(wèn)題，而造成該問(wèn)題的原因是污水中的活性污泥、分解或半分解廢水中的油脂類成分以及微生物分泌的糖類物質(zhì)在膜上吸附，在膜表面形成污染層，從而導(dǎo)致膜生物反應(yīng)器效果下降。對(duì)此，目前主要采用物理清洗和化學(xué)清洗兩種方式，化學(xué)清洗的方法是通過(guò)向生物反應(yīng)器內(nèi)加入能夠溶解膜污染物的化學(xué)藥品，但其可能會(huì)造成二次污染；物理清洗則是以機(jī)械方法從膜表面脫除污染物，常用的為水清洗或水氣清洗，主要通過(guò)水或氣體高速通過(guò)膜表面形成剪切力將沉積物沖刷下來(lái)。目前，由于物理清洗不存在二次污染而得到廣泛應(yīng)用。

3 膜生物反應(yīng)器在水處理中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn)，膜生物反應(yīng)器技術(shù)集合了膜處理技術(shù)和生物反應(yīng)器的所有的優(yōu)點(diǎn)，能夠低成本高效地進(jìn)行水處理，只需簡(jiǎn)單方便的設(shè)備條件，在水處理中具有巨大的發(fā)展前景。在今后的發(fā)展過(guò)程中，我們應(yīng)該關(guān)注以下幾方面：進(jìn)行工藝的改良和優(yōu)化；通過(guò)對(duì)膜材料和結(jié)構(gòu)的改進(jìn)提高膜分離的效果、降低運(yùn)行成本；此外，還應(yīng)優(yōu)化膜清洗方法，減少化學(xué)清洗的二次污染，研發(fā)出不造成二次污染的化學(xué)藥劑，同時(shí)改進(jìn)目前廣泛使用的物理清洗方法，提高清洗效率、降低清洗水的使用量。

4 結(jié)束語(yǔ)

膜生物反應(yīng)器技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了飛速的發(fā)展，它具有高效、節(jié)能、環(huán)保的重要作用，是新時(shí)代進(jìn)行水處理的重要技術(shù)。我國(guó)要繼續(xù)進(jìn)行研究，同時(shí)參考國(guó)外的發(fā)展模式，進(jìn)行膜生物反應(yīng)器的經(jīng)驗(yàn)借鑒，將膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于更多類型的污水的處理，尤其是在廢水回用方面，通過(guò)技術(shù)的革新促進(jìn)膜生物反應(yīng)器在我國(guó)的發(fā)展，緩解我國(guó)水資源緊缺區(qū)域的困境。

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作者簡(jiǎn)介：林珊（1986，8-），廣東惠州人，碩士，研究方向：環(huán)境規(guī)劃與管理。