淺析膜法在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用

何敏，馬強(qiáng)

摘 要：文章闡明了膜分離的原理，介紹了基于膜分離原理產(chǎn)生的MBR污水處理工藝，并具體舉例3AMBR強(qiáng)化脫氮除磷膜生物反應(yīng)器工藝，最后文章分析了影響膜運(yùn)行的主要因素。

關(guān)鍵詞：膜法；MBR；污水處理

隨著我國(guó)工業(yè)企業(yè)不斷發(fā)展，企業(yè)也不得不面對(duì)日益增長(zhǎng)的污水排放和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的尖銳矛盾，科學(xué)合理的減少和處理污水排放，有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，這對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)不僅僅是任務(wù)，更是一種社會(huì)責(zé)任。目前工業(yè)污水處理技術(shù)中，膜分離技術(shù)是最為簡(jiǎn)單、效率最好的方式，它具有能耗低、出水水質(zhì)高、脫氮除磷好、土地占用少等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)此也是發(fā)展前景最看好的污水處理技術(shù)。

1 膜的原理及技術(shù)

人們很早就發(fā)現(xiàn)，一些動(dòng)物膜，如膀胱、羊皮紙有分隔水溶液中某些溶解物質(zhì)的作用。對(duì)透過(guò)的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜。近年來(lái)半透膜有很大的發(fā)展，出現(xiàn)很多高分子化合物制造的人造薄膜，不同薄膜有不同的選擇滲析性。并且隨著科技的發(fā)展出現(xiàn)很多新型的膜分離技術(shù)，很多膜都具備抗污染能力，對(duì)分散油和乳化油乃至溶解油的適應(yīng)性均很強(qiáng)，有很強(qiáng)去除能力。

一般的過(guò)濾技術(shù)是使大量流體通過(guò)膜表面，將相對(duì)較少的物質(zhì)截留在介質(zhì)表面上，現(xiàn)代的技術(shù)時(shí)是將是利用分子的重量尺寸的不同而進(jìn)行的把懸浮物質(zhì)和可溶解性物質(zhì)進(jìn)行相分離的技術(shù)。由于壓力的差異而使膜系統(tǒng)像一個(gè)過(guò)濾篩。由于滲透力的作用使尺寸小于篩孔的物質(zhì)通過(guò)，而粒徑較大的物質(zhì)或者是顆粒物質(zhì)而被截留下。此分離技術(shù)容易操作，不需要改變相物質(zhì)，不需要添加化學(xué)試劑，并且節(jié)省能源。反滲透，超濾，微濾用膜最好是親水的，這樣可以得到較高的水通量并降低膜污染，膜材料有醋酸纖維素、芳香族聚酰胺，聚砜，聚醚砜等具有親水基 的高分子聚合物，例如PROC 10節(jié)能型抗污染卷式復(fù)合膜，可克服有機(jī)膜機(jī)械強(qiáng)度小，抗化學(xué)藥劑能力差的弱點(diǎn)，親水膜的發(fā)展非常迅速，因其水通量高，抗污染能力強(qiáng)，已逐漸成為含油污水處理的主要膜材。

2 MBR 工藝原理

近年來(lái)發(fā)展迅速的MBR污水處理工藝就是基于膜的原理設(shè)計(jì)產(chǎn)生的。膜-生物反應(yīng)器（Membrane bioreactor，MBR）集生物反應(yīng)器的生物降解和膜的高效分離于一體， 是膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的新型高效污水生物處理工藝。其工作原理是利用反應(yīng)器的好氧微生物降解污水中的有機(jī)污染物，同時(shí)利用反應(yīng)器內(nèi)的硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化污水中的氨氮， 以去除污水中產(chǎn)生的異味（污水中的異味主要由氨氮產(chǎn)生） ， 最后， 通過(guò)中空纖維膜進(jìn)行高效的固液分離出水。

3 MBR在工業(yè)污水處理中應(yīng)用舉例-3AMBR強(qiáng)化脫氮除磷膜生物反應(yīng)器工藝

3AMBR 工業(yè)污水處理工藝是一種的高效污水處理及資源化技術(shù)，3AMBR 工藝是在傳統(tǒng)A2/O工藝基礎(chǔ)上增加前置或后置缺氧池，并與膜生物反應(yīng)器（ MembraneBio-reactor，MBR）相結(jié)合的污水處理新技術(shù)，出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002）。下圖為3AMBR 工業(yè)污水處理工藝流程圖。

利用該工藝處理工業(yè)污水具有以下技術(shù)特點(diǎn)：1、出水水質(zhì)高：優(yōu)于國(guó)家一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；2、污泥濃度高：為傳統(tǒng)工藝的2～3 倍；3、脫氮除磷好：總氮和總磷去除率均超過(guò)80%（不外加碳源）；4、剩余污泥少：比傳統(tǒng)工藝減少20%～30%；5、 土地占用少：占地為傳統(tǒng)工藝的50%～75%；5、運(yùn)行管理易：自動(dòng)化、智能化程度高。

該工藝適用的領(lǐng)域包括：水污染嚴(yán)重，排放標(biāo)準(zhǔn)高的工程；水資源緊缺，再生水需求大的工程； 土地緊張的工程。

3AMBR 工業(yè)污水處理工藝流程圖

4 影響膜技術(shù)處理工業(yè)污水的主要因素

運(yùn)用膜技術(shù)處理工業(yè)污水的技術(shù)關(guān)鍵是研究合適的操作條件，選擇正確的膜清洗方法，這對(duì)提高含油污水的處理量，保證油污染物的去除率，延長(zhǎng)膜壽命具有十分重要的意義。

1 pH值

影響膜壽命的重要因素是膜的水解速度。而水解速度與溶液的pH值和溫度有關(guān)。當(dāng)膜水解時(shí)，透水量和透鹽率將增加而產(chǎn)水質(zhì)量將明惡化。合適的pH值和溫度是保證膜合理壽命的重要素。

2溫度

反滲透膜對(duì)溫度具有使用限制。膜組件的透水量一般是在25。C的情況下，在其它溫度下可以根據(jù)廠商資料做適當(dāng)?shù)臏囟刃Ｕ＿m當(dāng)提高進(jìn)水溫度，可以降低水的粘度，提高膜的透水量

3運(yùn)行壓力

運(yùn)行壓力由溶液滲透壓、凈推動(dòng)力和管路等的壓降組成。滲透壓與原水中的含鹽量和水的溫度成正比，與膜性能無(wú)關(guān)。凈推動(dòng)力是為了使膜組件產(chǎn)生足夠量的產(chǎn)品水而需要的壓力。

4膜污染

膜污染包括：無(wú)機(jī)物結(jié)垢；金屬氧化物的污染；膠體污染；微生物污染等。膜污染將導(dǎo)致透水量的下降，壓降和透鹽率的提高。膜的清洗可以消除污染物，并盡量恢復(fù)初始狀態(tài)。若反滲透膜每個(gè)月需要清洗一次，則說(shuō)明預(yù)處理是不合格的，需要重新考慮預(yù)處理方案。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)水資源短缺，而且回收利用率不高，在此現(xiàn)實(shí)下背景通過(guò)對(duì)污水處理的工藝研究，尤其是關(guān)于中水回用方面的研究具有很好現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。膜法作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)污水高效處理又能實(shí)現(xiàn)中水回用的新型高效污水處理技術(shù)，加強(qiáng)這一工藝的研究，對(duì)于不斷創(chuàng)新MBR工藝，并使之服務(wù)于現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)也是實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的重要選擇之一。

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