我國污水膜處理的新進(jìn)展

摘要：污水膜處理技術(shù)以及自然高效的特點(diǎn)成為目前國內(nèi)污水處理的主要發(fā)展方向。本文介紹了具有代表性的污水膜處理法以及新興膜處理技術(shù)，綜述了近兩年國內(nèi)在研究膜處理污水過程中的一些新技術(shù)，主要包括膜組件、新型膜技術(shù)和膜清洗等。

關(guān)鍵詞：污水處理；膜生物反應(yīng)器；膜清洗

中圖分類號(hào)： X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.01.057

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國工農(nóng)業(yè)排污、生活排污等造成的水污染問題日益嚴(yán)重。1997年我國被污染河流達(dá)到42.7%；2008年七大水系中不適合飲用水源河段接近40%；城市地下水中約50%受到污染；2015年有78%的地下水受到污染。湖泊、水庫水體富營養(yǎng)化程度加劇，污水處理技術(shù)隨之成為資源環(huán)保的頭等大事。

近年來我國污水處理技術(shù)取得了跨越式發(fā)展，尤其是各種膜技術(shù)在污水處理中得以應(yīng)用，且成效明顯。但因一些技術(shù)問題未能得到徹底解決，例如膜易污染、膜孔易堵塞，造成應(yīng)用膜技術(shù)處理各類污水的成本較高，污水處理效率低、通水量下降，膜的使用周期縮短進(jìn)而增加運(yùn)行成本，因此需要找尋高效并且安全的膜清洗方法，在高效恢復(fù)膜效率的同時(shí)又能將清洗過程對(duì)膜的損傷降到最低。

本文就近年國內(nèi)在膜組件方面的一些研究成果進(jìn)行總結(jié)，在膜組件方面的研究主要集中在傳統(tǒng)膜的改性和新型膜的使用及膜清洗上。

1傳統(tǒng)膜的改性研究

傳統(tǒng)膜親水性差、抗污能力弱，尤其是對(duì)含油污水處理，性能不理想。

馮群等[1]將對(duì)聚偏氟乙烯（PVDF）中的空纖維膜經(jīng)納米ZrO2改性后，可明顯改善PVDF膜的親水性，提高抗污能力，改性膜在膜通量、阻力方面表現(xiàn)出更好的性能。王鐳等[2]用臭氧活化接枝法對(duì)聚偏氟乙烯（PVDF）膜進(jìn)行丙烯酸側(cè)鏈改性，可將含油污水濃度由108 g·L-1濃縮到390 g·L-1，截留達(dá)到85%。柴儷洪等[3]發(fā)現(xiàn)同質(zhì)增強(qiáng)型聚間苯二甲酰間苯二胺（PMIA）中空纖維超濾膜在處理城市生活污水過程中表現(xiàn)出較高的性能，對(duì)COD、NH4+-N、TP去除率達(dá)到97.78%、96.71%、49.81%，經(jīng)化學(xué)清洗后的膜表面元素接近原膜。陳文娟等[4]設(shè)計(jì)了聚乙烯亞胺-聚氧乙烯-聚氧丙烯（PEI-PEO-PPO）和聚乙烯亞胺-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEI-PPO-PEO）改性的聚醚砜膜（PES），該膜具有良好的抗污染性能。與未改性膜相比，通量衰減率從40.8%降至31.3%；經(jīng)過簡單水清洗后通量恢復(fù)率從42.3%增至99.5%。

賀敏嵐等[5]發(fā)現(xiàn)以聚磷腈為骨架，引入全氟磺酸基團(tuán)構(gòu)建陽離子交換膜，將其置于電滲析裝置中，用以處理高含氮污水，得到較好的處理結(jié)果，原因是聚磷腈具有較高的熱力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)該膜處理，廢水氨氮濃度從3955 mg·L-1降低到105 mg·L-1，下降率達(dá)到97.3%。

2新型膜技術(shù)

對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器（DMBR）中以尼龍網(wǎng)附加支撐材料（1厘米孔徑的鋼絲網(wǎng)）的膜組件，比單純的由不銹鋼網(wǎng)或尼龍網(wǎng)構(gòu)成的膜組件，在物理清洗后具有更高的穩(wěn)定通量（80-105 L·m-2·h-1）和運(yùn)行持續(xù)時(shí)間（3天）[6]。

婁莉華等[7]采用靜電紡絲法制備聚丙烯腈（PAN）納米纖維膜，采用平板硫化熱黏合可有效提高納米纖維膜的強(qiáng)力，同時(shí)對(duì)于乳化油的截留率可達(dá)98.56%。該種新膜技術(shù)在含油污水處理上具有巨大應(yīng)用潛力。將沸石應(yīng)用到滴濾和滲濾技術(shù)中，郭俊元等[8]設(shè)計(jì)了沸石生物滴濾器，該污水處理器可以實(shí)現(xiàn)生物降解有機(jī)物和生物除磷，處理后水質(zhì)達(dá)到GB18918-2002一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)預(yù)計(jì)可廣泛用于農(nóng)村生活污水處理。

有學(xué)者嘗試?yán)眯☆澰?、水華魚腥藻、斜生柵藻在立體彈性聚氟乙烯上構(gòu)建藻類膜，對(duì)生活污水進(jìn)行二級(jí)處理，結(jié)果表明，三種藻類膜均可有效去除污水中的N、P污染物，對(duì)其他有機(jī)機(jī)物也有較好的去除效果[9]。謝艷艷等[10]將不銹鋼膜、搪瓷膜直接放置于高效藻類塘系統(tǒng)用于城市污水處理廠尾水深度凈化，結(jié)果表明出水水質(zhì)可達(dá)II類或III類標(biāo)準(zhǔn)。

膜生物反應(yīng)器（MBR）的研究中，一種在自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器中增加固定化微生物小球方法正在被實(shí)踐，該法可利用微生物小球沖洗膜。此法既能提高膜通量，又能增加反應(yīng)器內(nèi)微生物含量，同時(shí)降低運(yùn)行成本[11]。

此外，正滲透膜技術(shù)也被應(yīng)用到污水處理中。正滲透膜技術(shù)是利用原料液和驅(qū)動(dòng)液之間的滲透壓差，使原料液中大量的溶質(zhì)被截留，不需要外加壓力，具有能耗低、分離效果好，膜污染可逆、設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景，除在海水淡化、飲用水制備領(lǐng)域外，在廢水處理方面也得到應(yīng)用[12]。

3 MBR膜清洗

MBR膜易污染，并且隨著污染物組成不同，MBR膜清洗劑類型和清洗方案也不同。李秀芬等[13]嘗試用先2%草酸后再用0.3%次氯酸鈉清洗處理過污水的MBR膜，得到良好的效果，膜通量和平均孔徑得到較好恢復(fù)，膜表面元素組成與新?；疽恢?。PVDF膜易污染，清洗成本高，盧錦杰[14]等嘗試用NaOH溶液和表面活性劑清洗處理過油輪污水的PVDF膜，結(jié)果表明，使用NaOH溶液清洗，膜通量可恢復(fù)到98.4%。

4結(jié)語

盡管國內(nèi)污水技術(shù)取得了快速發(fā)展，很多新興技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了污水處理的效率和效果，但是我國每日需處理的污水量與日俱增，水污染狀況依然非常嚴(yán)峻。同時(shí)隨著新型技術(shù)的使用，例如油業(yè)、礦業(yè)等的污水組成也在發(fā)生改變，污水處理的難度加大，因此，需要社會(huì)各界投入更大的人力、物力來解決這些現(xiàn)實(shí)問題。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：陳杰，本科學(xué)歷，工程師，研究方向：城市給排水管理。endprint