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摘要：
随着高速公路建设的迅速发展，我国高速公路网络日益发达。但因公路建设带来的环境污染问题也日益突出。高速公路服务区，收费站面临的主要污染问题有噪音污染和水环境污染等，其中水环境污染问题最为严峻。特别是服务区与收费站往往远离城镇污水处理管网，生活污水往往需要自行达标处理后排放。如何对高速公路产生的生活污水进行科学达标处理是一项重要的研究课题。在当前排放标准日益严格的形式下，膜生物反应技术（MBR）是应用效果较理想的一种处理方案。在实验工况下，对生活污水中SS、BOD5、COD、NH3-N的去除率可达到90%左右，对TN与TP的去除率效果一般，在20%左右。本文从高速公路污水的相关特点入手，结合MBR技术的特点，对膜生物技术在高速公路污水处理的优劣进行分析，为进一步改进MBR技术提供参考。
【关键词】污水处理；膜生物反应技术；高速公路污水处理
引言现有高速公路污水处理系统采用的工艺以统接触式氧化工艺为主，处理效果往往不够理想。其主要原因是处理工艺较为复杂，占地面积大，影响因素较多，不能很好地适应高速公路污水的特点。近年来，膜生物反应技术因其较好的处理效果，逐渐取代了传统的污水处理工艺，成为了热门的污水处理技术。膜生物反应器中安装了分离膜，能更好的构成完善的组合单元。与传统的污水处理技术相比，采用膜生物反应技术处理污水的操作更方便、装置运行更平稳，能获得更优质的水质，具备更加突出的技术优势，能够用于不同行业、不同领域的污水处理过程中。站在促进生态和谐的角度来分析，在环境工程污水处理过程中可以适当运用膜生物反应技术提升出水质量，提高污水处理实效性，保障生态和谐。
1.高速公路污废水及其特点
1.1高速公路服务区的污水产生量具有典型的潮汐式特点，具体表现在以下方面：①节假日与日常污水产生量差异巨大。日常污水产生量较少，节假日时，污水产生量会明显增加。如按平时交通流量设计污水处理能力，则不能满足节假日的需求；如按节假日设计污水处理能力，则日常又会造成极大的浪费。②季节差异性较大。夏季污水量可能是冬季的5～6倍，甚至更高，因此服务区污水排放量具有很大的波动性，增大了高速公路污水处理难度。由于服务区与收费站分布范围广，一般情况下，单边服务区用水量不超过10m3/h，因此高速公路具有沿线污染点多、各污染点污水产生量小的特点，这也加大了污水处理的难度。
1.2污水以餐厨污水与公厕冲洗污水为主，COD、BOD、SS、油类、氮、磷含量较高，受其产生量的影响，高速公路特征污染物浓度变化范围较大。
2膜生物反应技术概述
2.1膜生物反应技术的基本原理
膜生物反应器是膜生物反应技术的基础，实践发现，膜生物反应器具有较强的污水处理能力，将其应用于环境工程中，可以发挥较好的处理效果。在20世纪90年代，西方发达国家已经开始广泛研究和应用膜生物反应器。我国近年来引入此项技术，且进行了大力发展和应用。其中，膜分离技术、生物污水处理技术是膜生物反应器技术的基础，其将生物处理技术和膜分离技术的优势充分综合起来，在较大程度上提升了污水转化率与处理效果。
2.2膜生物反应技术的分类
结合功能差异，可以将膜生物反应技术的反应器分为三种类型，包括萃取膜生物反应器、膜曝气生物反应器以及膜分离生物反应器等。其中，最为广泛用到的为膜分离生物反应器，经过不断发展，目前已经比较成熟。
3膜生物反应技术的优势分析
研究发现，膜生物反应技术综合使用了膜分离技术和生物处理技术，以便深度净化污水。其将膜分离技术、生物处理技术的优势充分发挥出来，具有较大的优势。具体来讲，体现在这些方面：首先，通过膜生物反应技术的应用，可以促使污泥产量得到有效降低，借助于膜分离单元有效隔离处理杂质和其他有机物，在反应器内部限制污泥，可以显著降低污泥产量。其次，膜生物反应器具有较高的反应效率和分离质量，在设计反应器结构过程中，因为只有较少的生成污泥量，那么过滤单元、沉淀单元不需要设置，这样污水处理设备占用空间得到了大大的减少，在较大程度上降低结构成本与运营成本，性价比较高。且污染沉降等问题不会出现，污水净化效率得到提升。对反应器内进行加压处理，借助于生物反应膜渗透废水，有效隔绝了杂质和无机物，高效分离废水与微生物，促使污水处理质量得到提升。最后，通过膜生物反应技术的应用，可以促使反应器内活性污泥浓度保持在较高的状态，显著提升单位时间内的降解分离量，生物处理效率得到加快，有机废水处理质量得到保证。
4膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用
4.1动态内循环反应技术
该技术主要是优化了膜生物反应技术，促使有动态式内循环反应器形成，其将超滤膜发展为有机过滤生成的动态膜，因为采用的滤膜材料孔径较大，因此在较大程度上降低了反应器的制造成本，推广应用价值较高。实验表明，本种反应器只需要进行20min左右的净化准备，就可以将滤饼层的作用充分发挥出来，能够有效滤除污水里面的COD/TN/TP等成分，其中对COD的去除率可以达到96%以上。且将内循环动态模式运用于反应器中，增强了结构的内流性，可以更加均匀的混合混合液，相较于分离生物反应器，其具有更好的净化效果。在氨氮去除方面，可以达到98%以上的去除率；在总氮去除方面，因为应用了动态生物膜，可以达到52%以上的TN去除率。
4.2EGSB-MBR重组技术
EGSB即为第三代厌氧反应器膨胀颗粒污泥床，其将出水回流系统增加于上流式厌氧反应器中，可以更加高效地融合反应器内液，更加均匀紧密地接触有机质和微生物，促使生化反应速度得到加快，生物降解效率得到提升。通过有机结合膜生物处理技术和EGSB，能够将两种技术的优势充分发挥出来，且两者的劣势也可以得到有效消除。通过EGSB-MBR重组技术的运用，可以互补整合两者的优势和缺陷，促使净化系统更加稳定高效运行。
4.3曝气滤池技术
在膜生物反应技术体系中，非常重要的一种类型为曝气滤池技术，目前主要是搭配使用曝气滤池技术和分离反应器，借助于气浮工艺的运用，将胶体、专用洗涤剂等投放于曝气生物反应器内，其与废水发生化学反应，促使中和、沉淀的目的得到实现，有效分离了污水污染物和水分，净化效果比较显著。
5.膜生物反应器在高速公路项目中的实际运用
针对膜生物反应器的实际效果进行验证，在项目中对膜生物反应器的实际效果进行了。处理效果如图所示：
从实际处理效果来看，膜生物反应器对服务区污水的处理效果较好，特别是对SS、COD、BOD5、NH3-N的去除率在在90%左右。对处理过的污水进行现场观察，发现其水质较为清澈，无明显悬浮物。但膜生物反应器对TN与TP的处理效果一般，如需进一步降低TN与TP的浓度，需对污水处理系统进行改进，例如采取增加化学除磷、设置多级A/O强化硝化反硝化、增设碳源与碱度投加系统等措施。处理后的污水适合运用于湿地或绿化灌溉，若要运用于其它生活回用水，则需进一步消毒处理。
结语：
在可持续发展理念日趋深入的今天，环境工程污水处理中广泛应用了膜生物处理技术，其具有较好的处理效果和较快的处理效率，且性价比较高，值得推广和应用。但是，在实际应用过程中，膜生物反应技术也存在着一些问题，如膜污染易堵塞问题等，需要引起人们充分的重视，采取针对性的防治技术，避免膜污染或通过加强管理消除膜污染。在未来发展中，需要继续深入研究膜生物反应技术，优化技术工艺，增强污水处理效果，为我国环保事业的推进做出更大贡献。
参考文献
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