环保型水处理化学品及水处理技术膜生物反应技术探讨

郭洪萍

摘要：环境保护视域下，水处理化学品自身的环保性能备受关注，生物膜反应技术利用生物膜进行水处理，水处理过程不会对环境造成二次污染，成为了水处理领域研究的重点。本文首先对环保型水处理方法进行了概述，主要包括高级氧化、膜处理、超声净化酶菌联合等等，然后细致分析讨论了生物膜反应技术。

关键词：环保型；水处理化学品；水处理技术；膜生物反应

一、环保类型水处理方法概述

1.高级氧化处理技术

高级氧化水处理技术的原理是利用强氧化剂在化学反应过程中产生的自由基与水中污染物反应，进而实现污染物的降解，达到净水目的。该技术的优点是反应效率高，并且处理之后的水质比较好，特别适合用于水污染严重的水域。该技术的缺点是成本非常高，如果水处理量比较大将会产生高昂的费用。高级氧化处理技术在持续优化和改进中，激光照射技術作为一种配套技术与该技术有机结合，可以提高自由基活性，提升氧化效果，进一步提高处理效率和水质。

2.膜处理技术

膜处理技术的原理是利用生物膜来实现水源的净化，净化过程中不会产生二次污染，用于水处理的生物膜在完成净化使命之后可以自然降解。由于生物膜本身没有毒性，所以生物膜处理技术在饮用水净化中的应用较为广泛。该技术的优点是净水过程对环境零污染，作为净水剂的生物膜的制备过程也不会产生化工污染，所以具有高度的环境保护性能。该技术的发展瓶颈是工艺水平和设备性能很难大幅度提升，所以净水规模不够大。国内外都在关注膜处理技术，国外发展速度相对较快，国内生物膜净水技术还有很大提升空间。

3.超声净化技术

超声净化技术的原理是利用超声波实现水体中局部温度激增来进行灭菌，一般与生物膜技术联合使用。该技术的主要净水对象是水体中的农药，联合生物膜反应器可以提高净水负荷，一定程度上提升了生物膜净水技术的处理量。实验发现，10W的超声能够增强生物活性，从而提高生物膜反应器效率，进而实现净水质量和效率的双提升。

4.菌和各种酶联合的处理技术

菌酶联合技术的原理是利用生物自身的吸收和代谢来实现水资源的净化。该技术的优点是水处理之后不会残留化学水处理剂，水体的稳定性得到保证，没有对处理后的水体造成二次污染，属于典型的环保型水处理技术。该技术的优点是利用生物方法实现水源净化，菌酶结合可以应对水体中的多种有害物质，所以具有一定的广谱净水特性。缺点是菌酶的种类区分和培养有一定难度，菌酶培养或者使用过程中有潜在变异的可能。

二、环保类型水处理技术——膜生物反应技术

1.膜生物反应技术的相对优势

膜生物反应技术是近几年净水领域关注焦点，与传统的化学净水方法不同，膜生物反应技术有很多优点。第一，该技术打破了净水常规，实现了用生物技术进行净水。生物技术净水更符合自然规律，用生物降解水源中污染物和杂质，避免了净水后的二次污染，也避免了化学净水之后残留在水体中的少量离子。第二，该技术可以降低净水成本。生物膜反应技术使用的微生物具有快速繁殖能力，所需要的养料价格相对较低，水体中的部分污染物本身就是其生长所需要的元素。较之化学净水剂而言，微生物作为净水剂，其生产成本相对较低。第三，该技术净水安全性更高，与菌酶联合净水技术相比而言，微生物的稳定性相对较高，其对水中污染物和杂质是一种吸收和被吸收的关系，杂质被吸收之后可以为其生命活动所用。菌酶在水中污染物的作用下，可能会发生理化性质变性或者生物性变异。用于净水的菌酶对水体无害，变异后的菌酶安全性未可知。所用，相对而言膜生物反应水处理技术的安全性更高。

2.膜处理反应技术净水质量高

膜生物反应技术，又称为MBR，它是一种膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。膜处理技术的净水质量非常高，所以常常应用到饮用水净化工作中。由于工业化进程对环境造成了较大的污染，所以饮用水安全问题备受关注。化学净水方法效率高，但是残留净水剂也对人体有潜在危害。膜处理技术可以提高净水安全性，高品质的净化水可以提高大众对饮用水的满意度。从当前现状来看膜处理技术在新型膜工艺以及相关设备方面还需要进一步加强，通过引进国外先进技术并加强自主研发来提高进化膜的实际效用。

3.减少水处理装置占地面积

膜生物反应技术中以膜组件代替传统的工艺流程当中的二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，有效地提高了生物处理的有机负荷，从而实现了较少的占地面积并减少了剩余污泥的量。膜生物反应技术具有有效的截留作用，微生物世代周期较长，同时还能够实现生物脱氮。因其出水水质良好，水处理效率高，还可以广泛应用于污水的深度处理。但是，膜生物反应技术也存在一些缺点，例如膜组件易损坏、投资费用大等，还需进一步改进和完善。由此可见，膜处理技术要提高相关设备和组件的质量和性能，从而实现膜生物反应技术在水处理中的广泛应用。我国人口众多，工业化水平提升，农业发展迅速，所以对优质水资源的需求量非常大。环境保护背景下，传统的化学净水方法必然被取代，生物净水方法是朝阳产业，膜生物技术具有良好的发展前景。减少水处理占地面积是实现提高净水负荷的基础，生物膜反应技术只要提升组件和设备的质量，就可以减少净水中的故障，不影响净水效率。当下膜处理净水投资成本较大，一方面是由于设备故障损毁消耗大，另一方面是由于进口设备采购经费高。为了降低成本，一线人员要总结故障原因，退设备优化有具体的指标，推进相关设备和组件的改进，以期快速实现膜处理技术相关设备国产化。

三、结语

综上所述，现阶段环保型水处理技术主要有高级氧化技术、超声净水技术、生物膜处理技术以及菌酶联合水处理技术。生物膜处理技术以其净水效率高、水处理全程无污染、水处理成本相对较低且安全性更高而备受关注。辅助生物膜处理技术的配套技术正处于研发阶段，超声辅助膜处理技术颇见成效。因此，水处理相关工作者要研发高效的环保型水处理化学品，充分发挥生物水处理技术的优势，最终实现两者的有机结合。

参考文献

[1]方棋杰.环保型水处理化学品和水处理技术膜生物反应技术分析[J].产业与科技论坛.2018（17）

[2]孙涛.环保型水处理技术与发展分析[J].环境与发展.2018（06）

（作者单位：苏州市中证金鹏环境科技有限公司）