膜法水處理技術在生活污水深度處理中的應用分析

王淼

萊西市住房和城鄉(xiāng)建設局洙河污水處理廠 山東青島 266600

1 膜法水處理技術概述

1.1 膜法水處理技術原理

在膜法處理技術的應用中，膜屬于最基礎的部分，膜指的是流體間存在的薄凝聚物質(zhì)，在應用膜的基礎上可以使流體被分隔成為兩部分，且在兩部分物質(zhì)間能夠使傳質(zhì)作用得到發(fā)揮。一般情況下，膜的存在形式有兩種，固態(tài)和液態(tài)，且其具有半滲透性和滲透性的特點。根據(jù)調(diào)查顯示，膜具有兩個明顯的特點，第一，有膜的存在就必然會有兩個界面，膜通過界面分別和流體進行接觸；第二，選擇透過性，選擇透過性膜是具有活性的生物膜，它對物質(zhì)的通過具有半透膜的物理性質(zhì)，具有主動選擇性。膜法水處理技術主要通過膜的這兩個特點實現(xiàn)溶液的濃縮和分離[1]。

1.2 超濾（UF）技術

超濾技術是一種能夠?qū)⒁后w內(nèi)部分子進行過濾、濃縮的分離技術，其分離密度介于微濾（MF）與納濾（NF）之間。超濾膜技術原理是指液體在壓力的作用下，液體中的低分子溶質(zhì)通過濾膜上空隙達到濾膜另一側(cè)的過程，使高分子溶質(zhì)和水中雜質(zhì)以及其它物質(zhì)被截留在濾膜上，從而實現(xiàn)液體過濾分離以達到液體的凈化效果。超濾膜技術是本質(zhì)液體在濾膜上做橫向流動，并按照拉力與分子量的大小來選擇性過濾的過程，一些過濾后無法穿過濾膜的大分子物質(zhì)通過超濾膜技術的濃縮作用后將會慢慢排放到排放液中，這使我們可以對排放液再次處理以實現(xiàn)水資源再利用的目的。

1.3 反滲透（RO）技術

反滲透技術又稱作逆滲透技術，它通過液體內(nèi)部的壓力差作用實現(xiàn)溶液、溶劑分離的膜分離技術，我們通過對膜的一側(cè)施加壓力，當壓力超過溶液的滲透壓時，溶劑就會逆著自然流動的方向做反向滲透，在膜的低壓側(cè)得到滲透液，而在高壓側(cè)得到濃縮液。反滲透技術在20世紀50年代才被深入研究，在實驗過程中，科學家們發(fā)現(xiàn)可以通過膜的孔徑對廢水進行滲透，從而得到純凈水，滲透實驗過程中，廢水液面明顯上升，但卻不會一直上升，直到出現(xiàn)固定的液面差。在此過程中，由純凈水向廢水滲透叫做正滲透，通過向廢水施壓實現(xiàn)滲透的工程叫做反滲透，滲透率一般在0.1-2.5m3/m3d，由于反滲透膜膜的孔徑僅為0.0001μm，遠遠小于細菌和病毒的體積，只有水分子和部分對人身體有益的礦物質(zhì)元素被允許通過，對人身體有害的重金屬雜質(zhì)將會被排出，因此反滲透膜又被稱為人體外高科技腎臟[2]。

2 膜法水處理技術應用探究

2.1 實驗方法與裝置

本實驗于污水處理廠內(nèi)進行，通過以污水處理廠二級處理出水為原水，首先經(jīng)過微濾或者超濾處理，再進行反滲透或者納濾處理，從而組成四種水處理工藝，并對最終出水水質(zhì)進行檢測分析。微濾裝置可以和超濾裝置共同使用，其共用一套裝置，微濾需要氣水反沖洗需要空氣壓縮機，超濾只需用水沖洗即可。主要系統(tǒng)包括：計量箱、計量泵、增壓泵、過濾器、產(chǎn)水箱、反洗泵、反沖洗藥劑自動添加系統(tǒng)等。納濾裝置和反滲透裝置共用一套裝置，同時為提高產(chǎn)水率，納濾和反滲透各使用三個膜元件，其中兩只膜元件用于過濾原水，另一只膜元件過濾前兩只膜元件后的水，并保持串聯(lián)。主要系統(tǒng)包括：計量箱、計量泵、增壓泵、高壓泵等。

2.2 結(jié)果分析

我們首先通過重鉻酸鉀法對出水COD進行檢測對比，通過檢測發(fā)現(xiàn)微濾/反滲透和超濾/納濾技術對COD的去除效果相同，COD的去除率約為17.8%，而微濾/反滲透和超濾/反滲透對COD的去除率約為20%和38.3%，可以看出在COD的檢測過程中，微濾/反滲透和超濾/納濾對COD去除效果要超過微濾/納濾和超濾/反滲透；我們采用水樣稀釋的方法來對出水BOD5進行檢測對比，通過檢測發(fā)現(xiàn)微濾/反滲透和超濾/納濾技術對BOD5的去除效果相同，僅為12.5%，而微濾/反滲透和超濾/反滲透對BOD5的去除效果分別約為50.6%和55.8%，同樣微濾/反滲透和超濾/反滲透BOD5的去除效果要超過微濾/反滲透和超濾/納濾；我們通過重量法對出水SS進行檢測，結(jié)果與COD和BOD5結(jié)果一致。主要原因包括：①用微濾作為與處理工藝，可以保證接下來的反滲透技術運行更加穩(wěn)定，過濾壓差變化較小，使得反滲透工藝技術充分發(fā)揮作用，從而保證了出水水質(zhì)；②通過超濾技術作為預處理可以提升納濾的膜通量，延長納濾膜的使用周期和沖洗周期，從而保證出水水質(zhì)。

2.3 電耗分析

運行費用主要包括電費、保安過濾器棉芯費用、膜清洗藥劑費用，相對于電費后兩者費用大可以忽略不計，在此前提下運行費即是用電消耗費用。

2.4 實驗結(jié)論

（1）當二級出水優(yōu)先考慮去除COD、BOD5、SS時，可以采用微濾/反滲透或者超濾/納濾膜組合工藝；（2）通過檢測可知四種膜組合工藝對于TP的去除效果均較為理想，能達到90%以上；（3）當使用超濾膜為第一組件時，會有好高的產(chǎn)水率。綜上所述，結(jié)合云南當?shù)貙嶋H情況，超濾/納濾膜組合工藝更加適合該污水處理廠。

3 結(jié)語

我們通過對膜法水處理技術原理進行概述，并通過實例著重分析膜法水處理技術對生活污水深度處理的應用探究，可知在不同情況下膜法水處理技術應用也各不相同，需要我們技術人員合理、靈活的應用。膜法水處理技術能夠有效去除污染物、凈化水資源，提高生活污水的處理質(zhì)量，因此對于緩解水資源缺乏、保護環(huán)境有著重要意義[3]。