生活污水處理中膜法水處理工藝的應用

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摘要：膜法水處理作為一項水體污染物分離工藝技術，在生活污水處理中具有良好的應用效果，并且原理和設備簡單，操作簡便，適用性較強。本文重點就膜法水處理環保工藝在生活污水處理中的應用進行研究分析，以供參考和借鑒。

關鍵詞：膜法水處理；環保工藝；生活污水；應用

1生活污水處理中常見的膜法水處理工藝技術

1.1反滲透工藝

反滲透技術是生活污水處理中比較常見的一項工藝，其原理是以壓力差作為推動力，將污水中溶劑與體系分離開來，通常也被稱作逆滲透技術。在實際應用這一項膜法水處理技術時，主要是在膜一側施加壓力，當施加的壓力超出初始滲透壓時，溶劑會進行反向的滲透，而由于膜具有選擇透過性，所以此時在膜的兩側因為壓力差的存在就會出現差異，其中低壓膜側得到處理的滲透液，另外高壓膜側就會得到濃縮液。例如，在對海水進行反滲透處理時，低壓膜側得到的是淡水，而高壓膜側得到的則是鹵水。需要注意的是，在實際對生活污水進行反滲透處理時，純凈水與廢水相比，化學反應位相比較高，所以在該技術應用過程中，純凈水一側會向著廢水一側進行滲透，當二者始終保持固定不變的液面差時，表明工藝實施結束。其中，純凈水朝著廢水一側進行滲透，被稱為正滲透；反之，如果廢水一側得到壓力，而朝著純凈水一側滲透，這個過程則被稱為反滲透。相對比正滲透，反滲透可以更加高效的分離污水中的污染物，從而達到深度處理生活污水的實質性效果。

1.2超濾分離工藝

在對生活污水進行反滲透處理后，污水初步實現凈化處理。要想提升生活污水處理效果和純凈度，還需要再次應用膜法水處理技術，其中比較常見的是超濾分離技術，其原理是通過反滲透處理得到的溶液體系，對其進行二次施壓，在壓力的推動作用下，溶液進行超濾膜分離，即溶液體系中小分子物質和無機物離子會通過孔徑更小的超濾膜，而大分子物質則過濾在超濾膜的另外一側，從而達到深度凈化生活污水的效果。

1.3納濾分離工藝

該技術作為膜法水處理技術的一種，也是通過施加壓力而實現溶液污染物分離的工藝。在應用該技術時，其所施加的壓力一般在0.5～1.0MPa，介于反滲透工藝與超濾分離工藝之間。與上述分析的兩種技術相類似，納濾分離技術中的納濾膜也具備選擇透過性，但是區別在于該膜所針對的不是分子物質，而是離子，所以分離效果更加顯著。通常，納濾膜對于二價離子具有很強的分離性，最高可以達到95%左右，而對于一價離子的分離率則相對較低，一般在40%以下。正是由于這種特性，使得該工藝主要適用于地下水之或河流水質的處理中，分離這些水質中的農藥物質，以達到凈化處理目的。

1.4電滲析工藝

相對比上述的分離和過濾技術，電滲析工藝原理有所區別，其主要是通過外加電場實現污水體系中離子的遷移，最終達到凈化和處理污水有害物質目的，一般適用于海水淡化處理和生活污水深度處理工作當中。對于電滲析工藝來說，應用比較多的是離子交換膜技術，該技術中的膜屬于功能膜，具體分為陰膜和陽膜，其中前者只可透過陰離子，后者只通過陽離子，在實際應用中通過外加電場的作用，使體系中陰陽離子實現定向移動，最終達到分離和凈化目的。

1.5微孔過濾工藝

該技術當前在工業領域應用最為廣泛。實際利用該技術進行生活污水處理時，壓力標準、微孔過濾孔徑等參數比較關鍵，影響過濾處理效果，所以實際當中必須要注重控制這兩項指標參數。

2膜法水處理環保工藝在生活污水處理中的實踐應用

2.1反滲透工藝應用

對于反滲透工藝技術來說，其本身無法去除相應的雜質分子或離子，而是通過膜分離原理實現雜質大分子的分離，然后富集到濃水中進行集中排放。隨著反滲透處理廢水回收率的不斷升高，體系濃縮倍數也將呈現增高趨勢。通常進水中濃水的Ca、Mg離子濃度以及含鹽量都比較高，相當于進水的4倍左右。而且反滲透工藝技術的應用當中可以過濾一部分的大分子物質，所以濃水中也就存在較高的有機污染物，可見一般反滲透濃水具備高含鹽量、高有機物濃度的特性。結合具體實例，論述反滲透工藝的實施效果，如某廢水處理廠收集的廢水水量為50m3/h，其中廢水水質相關指標如表1所示。根據區域所在地環保指標要求，結合上述污水水質參數，確定了反滲透處理的工藝流程。反滲透濃鹽水在經過緩沖水池后，對體系的水質和水量進行一定程度的調節，接著處理后的溶液進入到微濾預處理環節。在該環節的處理中，主要向體系中加入一定量的NaOH，使其與體系中Ca2+發生化學反應形成沉淀并通過微濾膜分離開來，如此便完成了廢水的預處理工作。在經過預處理后的廢水中加入HCl，目的是對體系進行pH調節，完成后經中間水箱進入到納濾處理環節中進行進一步的廢水處理工作，而后所得的反滲透產水回進入到回用水箱中儲備起來待用。此外，納濾處理后的廢水與反滲透濃水還可以經濃水箱后進入到高壓反滲透環節當中，一部分經過處理后進行回用水箱；另一部分進入蒸發結晶系統，在該系統處理后，冷凝水進入回用水箱，而結晶物也可以被回收利用。在上述反滲透工藝中，可以結合藥劑軟化技術、新型的過濾分離技術等工藝，對反滲透濃水直接進行硬度、堿度以及硅垢的去除處理，如此一來系統整體的回收效率大大提升。

2.2超濾工藝應用

相對比反滲透技術，超濾工藝可以有效分離生活污水中較大的雜質分子，而且分離過程中不需要施加較大的外力，就可以達到良好的分離效果，可見超濾工藝對于資源的消耗相對較小，而且該技術所能處理的水量一般較大，特別適用于生活污水深度處理工作。而在日本，該工藝不僅應用生活污水的深度處理，而且在污水回用當中也得到廣泛應用，一般將超濾工藝技術處理得到的回用水應用到中水管道系統當中，實現洗車、坐便沖水等應用。例如，對于城市當中的超大建筑來說，其循環用水量一般都很大，建筑當中如果不具備中水管道，那么也就無法得到建筑許可證。而將生活污水進行回用處理而應用到這些建筑并不是盲目的，因為這些建筑對于生活污水處理工藝要求十分嚴格，一方面要滿足設備、工藝等方面的要求；另一方面處理得到的水質要求無異味，且要求降低污泥量，而超濾分離技術可以有效滿足上述各方面要求。

2.3電滲析工藝應用

電滲析技術在進行生活污水處理時，主要的處理對象是污水中的木質素，該物質一般存在于造紙工業廢水當中，屬于大分子物質，膠體性、螯合性一般較高，處理難度較大。而生活中的木質素主要來源于人們所使用的紙制品，比如衛生間所用的手紙會隨著洗浴用水排放到生活污水當中，一旦對這類生活污水處理不到位，還會導致自然水資源受到嚴重污染。而電滲析技術可以有效處理這類廢水，深度去除生活污水當中的木質素，原理是通過外加電場讓木質素通過陽膜，實現木質素分離和去除的效果。

2.4微孔過濾工藝應用

該工藝技術在實際進行生活污水處理時，比較常用到的材料是微孔陶瓷，其作為一種無機非金屬材料，比較重要的特性就是孔徑較小，一般在0.5µ～450µm之間，因為孔徑較小，所以分離和處理生活污水的效果更加顯著，通常適用于生活飲用水處理領域。一般來說，微孔陶瓷的分離原理是吸附、表層過濾和深層過濾相結合，一方面可以將污水中的雜質和膠體進行分離處理；另一方面由于孔徑極小，還可以攔截水體污染物當中的病毒和病菌，使得處理后的水體可以直接飲用，不會對人體健康造成影響。此外，微孔過濾工藝還具有較強的耐腐蝕性，而且微孔陶瓷沒有二次污染的問題，所以環保性更高，同時工藝方法的使用壽命得到大幅度延長，有效降低了成本投入。

3結語

膜法水處理作為環保型工藝技術，通過應用反滲透技術、超濾技術、電滲析技術以及微孔過濾技術，可以實現生活污水的深度處理和凈化，實現進化水質的效果，也極大的降低了成本投入，并且緩解了水資源嚴重污染的狀況和問題。

參考文獻

[1]孫霞,羊智成,王龍勝,等.中水作為水源的超臨界電廠水處理的工程實踐[J].山東化工,2020,49(11):258-259+265.

作者：謝文娟 單位：國網能源哈密煤電有限公司大南湖一礦