膜處理技術在新水處理站擴建工程中的應用分析

李彥春

（森森環(huán)保工程有限公司廣東東莞523112）

膜處理技術在新水處理站擴建工程中的應用分析

李彥春

（森森環(huán)保工程有限公司廣東東莞523112）

膜處理技術作為一種新型生物處理技術，近年來在水處理站得到了廣泛的應用。新水處理站在實施擴建的過程中，膜處理技術也將發(fā)揮重要的作用，文章對膜處理技術的特定進行分析，探討了膜處理技術在新水處理站擴建工程中的應用方式。

膜處理技術；新水處理站；擴建工程

膜處理技術的應用主要是為了除去水中的鹽分，但隨著科學技術的不斷發(fā)展，目前該技術已經(jīng)開始應用于純水的制造和水的深度處理。膜分離技術是一種利用膜的透過性將水中的離子和雜質(zhì)進行分離的技術。當前，膜處理技術主要應用于超純水的提取和純水的制備，解決了傳統(tǒng)工藝所面臨的諸多問題。膜處理技術在水處理站中也得到了廣泛的應用，為水處理工業(yè)貢獻了很大的力量。隨著水需求量的不斷增加，水處理站也面臨著擴建等問題，如何在水處理站擴建工程中運用膜處理技術，成為水處理人員所要思考的關鍵問題。

1 膜處理技術的特點

1.1 膜處理技術的應用原理

膜處理技術是一種結合了生物處理技術和膜分離技術的新型水處理方式，該種技術能夠利用分離設備將水中的大分子物質(zhì)和活性污泥加以阻攔，減少過濾的步驟。利用反應器可以完成對污泥停留時間的控制，難降解的大分子物質(zhì)也會不斷的完成反應。當前，膜處理技術在工業(yè)領域和污水凈化領域已經(jīng)成為一種不可缺少的重要技術，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

1.2 膜處理技術的優(yōu)點

在膜處理技術的應用中，膜組件代替了傳統(tǒng)的二沉池，這就使固液分離能夠更加高效的進行。同時膜處理技術也克服了傳統(tǒng)工藝中水質(zhì)穩(wěn)定度差、污泥易膨脹等問題，提高了污水處理的效率。污水處理技術的有點可以從以下幾個方面體現(xiàn)出來：（1）該技術能夠高效的完成固液分離，保證了水質(zhì)的穩(wěn)定，應用該技術處理的水質(zhì)能夠達到國家A級排放標準的要求。（2）該技術能夠?qū)崿F(xiàn)再生水的回收，為實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展創(chuàng)造了條件。（3）該技術能夠降解工業(yè)廢水中的有機物，克服了傳統(tǒng)工藝的局限性。（4）該技術所應用的生物反應器能夠保證微生物的濃度，且容積的負荷較高，實現(xiàn)了對空間的合理利用。（5）該技術能夠保證微生物的生長繁殖，提高了系統(tǒng)的有效作用率。

2 膜處理技術在新水處理站擴建工程中的應用

2.1 技術運用

新水處理站擴建工程中，可運用超濾技術和一級反滲透技術來生產(chǎn)脫鹽水，再應用二級反滲透技術將脫鹽水凈化為除鹽水，除鹽水在經(jīng)EDI處理后可成為精除鹽水。這就形成了一種“超濾+EDI+反滲透”的膜處理技術。其基本流程為：一次水過濾-換熱器-過濾器-超濾膜-加壓泵-保安過濾器-高壓泵-一級反滲透裝置-脫鹽裝置-加壓泵-保安過濾器-高壓泵-二級反滲透裝置-除鹽裝置-加壓泵-EDI裝置-精除鹽裝置-水泵-供水點。

2.2 工程設計

以黃河為例，由于黃河水源在每年的1～3月時水質(zhì)較為渾濁，CODMn、色度、溫度均較低，水質(zhì)具有明顯的低溫低濁特征。在4～7月期間，黃河迎來了枯水期，在這一階段水質(zhì)的CODMn、色度、溫度均較高，水處理的難度也相對較大。在8～10月時黃河迎來了枯水期，在這一階段水質(zhì)的渾濁度較高，但CODMn、色度均較低，這一階段的水質(zhì)屬于高濁水。在12月時，水質(zhì)的渾濁度和溫度均較低，但CODMn相對較高，這一階段水的處理難度較大。在以往的水處理工作中，多使用活性炭來對污水進行處理，但由于活性炭的吸附力度較小，很容易出現(xiàn)飽和，往往達不到水處理的客觀要求，經(jīng)活性炭處理后，很容易出現(xiàn)CODMn超標的現(xiàn)象。在黃河水處于低溫時期時，其對反滲透膜和超濾膜的出水量會有一定的影響。當水中的鈉離子濃度達到150mg/L～314mg/L，氯離子的濃度達到100mg/L～290mg/L時，使用反滲透膜進行過濾很容易造成鈉鉀離子的泄露，電導率難以得到保證。研究顯示，在超濾膜系統(tǒng)中加入板式換熱器能夠起到加熱低溫水的作用，保證了超濾膜的出水量，解決了CODMn超標的問題。在提取精制鹽的過程中加入EDI系統(tǒng)能夠使氯離子的含量保持在正常的范圍。

2.3 超濾膜取代活性炭

將活性炭應用于水處理的過程中雖然能夠起到一定的過濾效果，但隨著系統(tǒng)運行時間的不斷延長，活性炭的過濾作用會受到很大的抑制，其自身也會成為主要的污染源。因此必須要建立反滲透膜預處理系統(tǒng)，以此來取代活性炭的應用。超濾膜的應用能夠使預處理水達到反滲透膜的要求，為水的進一步過濾提供了必要的條件。在系統(tǒng)運行過程中，要對其進行短期清洗和長期清洗，在系統(tǒng)運行一段時間后要對其進行短期清洗工作，保證膜的透過性。在系統(tǒng)運行4個月后，要對其進行長期清洗，此次清洗為化學清洗，去除水中的膠體、細菌和有機物，保證出水的SDI在4以內(nèi)，保證濁度在0.3NTU以內(nèi)。超濾膜工藝具有如下優(yōu)勢，（1）該技術能夠有效去除大分子的有機物，解決了普通過濾工藝所面臨的重大問題。（2）黃河水的水質(zhì)具有很大的穩(wěn)定性，出水可保持在CODMn＜1.5mg/L，SDI＜4的范圍內(nèi)，減少了反滲透裝置發(fā)生堵塞的次數(shù)，在系統(tǒng)運行4個月后對其實施清洗即可。這也是反滲透膜的應用時間得以延長，降低了工程的投資。（3）反滲透技術具有經(jīng)濟環(huán)保的特點，能夠?qū)⑺械闹齽?、絮凝劑等有害物質(zhì)徹底清除。（4）超濾膜具有良好的穩(wěn)定性和抗菌能力，相對于其它的處理工藝能夠發(fā)揮出更大的作用。

2.4 兩級反滲透技術

在水處理過程中，采用兩級反滲透技術如圖1，即一級、二級并用的反滲透技術。在具體應用中，可將一段與二段按照10:5的比例進行排列。具體做法為選用一級反滲透裝置4套，裝置的產(chǎn)水量要達到70m3/h，回收率要達到75%，脫鹽率要達到97%以上。選用二級反滲透裝置2套，裝置的單套產(chǎn)水量要達到70t/h，回收率要達到85%，脫鹽率要達到97%。

圖1 反滲透技術

2.5 EDI取代混床

在除鹽的過程中，要使用一級除鹽加混床的方式來進行。研究表明，這種工藝具有出水優(yōu)良、水質(zhì)穩(wěn)定、交換終點明確、出水電導率上升較快等特點，能夠保證失效的監(jiān)控。但該種技術也有其自身的缺點，其缺點為再生劑的運用量大、樹脂層的利用率較低、樹脂易遭到破壞、樹脂補充量較大，樹脂再生的過程十分復雜，在樹脂再生的過程中要現(xiàn)將陰陽樹脂進行分離，再分別對兩種樹脂清洗和再生，所需時間較長。目前，混床技術的應用已經(jīng)相對成熟，但由于其應用成本相對較高，維護工作較為復雜，在實際應用中還面臨著很多的困難。對于本次研究來說，精除鹽水要達到氯離子濃度小于0.1mg/L的標準，出水量要達到7t/h的標準，如果將混床技術應用于精除鹽水的處理中，不僅需要多臺設備，還需要大量的再生酸和堿中和設備來作為技術的支撐，投資過大，可見在實際操作中應用這種技術并不合理。

在水的精除鹽處理中，可使用EDI取代混床。EDI電滲析、電化學再生和離子交換的結合體，在的精除鹽處理中能夠發(fā)揮極大的作用。在EDI完成水處理的過程中，由電極極化所產(chǎn)生的氫離子和氫氧離子能夠與離子能交換劑一同完成連續(xù)再生，減少了酸堿化學單獨再生的操作。在此過程中，只需要使用加壓泵將經(jīng)過除鹽處理的水打入到EDI模塊中即可，濃度過高的水還可被回收再利用，大大降低的制水成本。在具體設計中，可使用兩套EDI，單套的出水量要達到7.5m3/L，回收率要達到90%以上。

2.6 經(jīng)濟效益分析

從技術的選擇上來看，膜處理技術、EDI技術、離子交換技術的應用為工程的建設節(jié)省了大量的資金，這些技術具有占地空間小、運行成本少等特點，將技術運用于水處理的工作中，大大降低了工作的復雜性，提高了水處理的效率。由于膜處理技術能夠起到全面過濾水中雜質(zhì)的作用，降低了水質(zhì)受到二次污染的概率。由于黃河水質(zhì)的特點，至技術實施過程中無需對系統(tǒng)進行過于頻繁的清理，降低了成本的投入，增加了經(jīng)濟效益。

從水處理站的建設上來說，水站的規(guī)模一般較大，所需的設備較多，膜處理技術的應用即減少了單個設備的投入，也減少了工程的總投入，且水站的規(guī)模越大，其節(jié)省的資金越多，獲得的效益也就越多。

從技術的發(fā)展上來看，近年來，膜處理技術被廣泛的應用于工業(yè)生產(chǎn)和污水的處理中，應用的范圍也在不斷的擴大，新的技術不斷的笨哦研發(fā)出來，為水處理工作的進行帶來了嶄新的發(fā)展空間。新技術的研發(fā)不僅是為了提升工作的效率，也是為了在最大程度上節(jié)約運行的成本。在未來幾年中，膜技術和膜處理技術都將得到更好的發(fā)展，使水處理工作能夠更好的開展。

3 結語

膜處理技術作為一種新型水處理方式，能夠利用分離設備將水中的大分子物質(zhì)和活性污泥加以阻攔，減少過濾的步驟。當前，膜處理技術在工業(yè)領域和污水凈化領域已經(jīng)成為一種不可缺少的重要技術。在具體應用中，可以采用“超濾+EDI+反滲透”的膜處理技術對污水進行處理。運用超濾膜取代活性炭、實施兩級反滲透技術、EDI取代混床，使膜工藝能夠在污水處理工作中發(fā)揮更大的作用。應用膜技術不僅能夠減少資金的投入，也能提升處理的效率?？梢哉f該技術的應用為水處理工作提供了更大的空間。

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李彥春（1984—），內(nèi)蒙古赤峰市人，湘潭大學，中級職稱，從事環(huán)保工程工作。