膜法水處理技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用探討

李利華 周 義 劉子發(fā) 蔣玉明 崔 勇 李 旭 岳 鵬 黃榮華 姚 凱 高 帥 趙 騰

1.北京亦莊水務(wù)有限公司 北京 100176；2.北京翰祺環(huán)境技術(shù)有限公司 北京 100085

3.北京國環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究有限公司 北京 100084

引言

隨著國家經(jīng)濟(jì)水平的快速提升,工業(yè)發(fā)展速度越來越快,各地區(qū)人口數(shù)量增速較快,同時(shí)社會(huì)大眾對(duì)生活品質(zhì)的要求越來越高,生活污水總量出現(xiàn)逐年遞增的情況。生活污水中,污染物主要包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等物質(zhì),這些物質(zhì)具有穩(wěn)定性強(qiáng)、分解難度大的特點(diǎn),水處理后不達(dá)標(biāo)便排入地下,極易引發(fā)水體富營養(yǎng)化、缺氧、發(fā)臭等問題,即水體質(zhì)量出現(xiàn)劣質(zhì)化影響。膜法水處理技術(shù)屬于生物分離技術(shù)結(jié)合物理技術(shù)后的產(chǎn)物,可用于飲用水處理、污水深度處理方面。可有效緩解水資源短缺的問題,符合新時(shí)期發(fā)展要求,已經(jīng)成為當(dāng)下國內(nèi)環(huán)境保護(hù)方面的主要研發(fā)技術(shù)之一。

1 膜法水處理技術(shù)

膜法水處理技術(shù)在應(yīng)用中,最為基礎(chǔ)的部分便是膜。膜是指流體之間的薄凝聚物,借助膜的隔離作用可將流體分為兩部分,同時(shí)兩部分流體之間可借助膜達(dá)到傳質(zhì)的效果。一般狀況下,膜主要是以兩種形式存在,液體形式、固體形式,實(shí)際應(yīng)用中,可表現(xiàn)出明顯的半滲透性、滲透性特點(diǎn)。結(jié)合工程實(shí)踐分析,膜在應(yīng)用中,表現(xiàn)出最為明顯的特點(diǎn)包括兩點(diǎn)：一方面,存在膜的情況下,必然會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)界面,流體經(jīng)由該基面可實(shí)現(xiàn)相互接觸；另一方面,膜在實(shí)際應(yīng)用中,表現(xiàn)出透過性,流體內(nèi)部分物質(zhì)可借助膜完成穿透作用,但是其他種類的物質(zhì)可能無法穿透過去。膜法處理技術(shù)應(yīng)用中,便是有效利用了上述特點(diǎn),從而達(dá)到分離、濃縮的目標(biāo),獲得良好應(yīng)用效果。因此,當(dāng)下生活污水的處理過程中,膜法水處理技術(shù)一般可取得較好應(yīng)用效果,保證了生活污水的處理效果,業(yè)內(nèi)相關(guān)學(xué)者在生活污水處理中,必須積極進(jìn)行膜法水處理技術(shù)的全面研發(fā)。

2 膜法水處理技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用

2.1 反滲透技術(shù)在生活污染深度處理中的應(yīng)用 生活污水的深度處理一般是二級(jí)處理之后方可進(jìn)行,該環(huán)節(jié)中,要采用污染物去除效果更強(qiáng)的技術(shù),可快速進(jìn)行污水中有機(jī)物、無機(jī)物、不溶性物質(zhì)分離的作用,提高出水水質(zhì)效果。反滲透便是應(yīng)用較多的二級(jí)處理后技術(shù),反滲透技術(shù)應(yīng)用中,可合理應(yīng)用滲透壓進(jìn)行污染物的分離,從而達(dá)到去除污染物的目標(biāo),在高鹽度污水處理中也具有較為廣泛的應(yīng)用效果,適用于生活污水的深度處理。就歐美等地區(qū)而言,最早應(yīng)用反滲透技術(shù)進(jìn)行生活污水深度處理的是美國加利福尼亞州的某污水處理廠,該廠區(qū)的單日處理量為37.8m3,在去除有機(jī)物、無機(jī)物處理方面效果較好。

2.2 超濾技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用 超濾技術(shù)應(yīng)用中,可快速進(jìn)行大分子物質(zhì)的分離,同時(shí)操作環(huán)節(jié)中不會(huì)需要外界添加較大的壓力作用,在能源消耗方面相對(duì)較小,水處理量很大,在污水深度處理中十分實(shí)用,屬于當(dāng)下生活污水處理、中水回用中的關(guān)鍵技術(shù)之一。世界范圍內(nèi)分析,日本是超濾技術(shù)應(yīng)用最為成熟的國家,相關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)將超濾技術(shù)應(yīng)用在綠化用水、空調(diào)冷卻水和馬桶沖洗水等方面,廣泛分布與循環(huán)水量在100m3/d的建筑體中,同時(shí)使得上述用水逐漸成為相關(guān)建筑物使用的必要條件。超濾技術(shù)應(yīng)用中,具有占地小、自動(dòng)化程度高、污泥量小的優(yōu)勢(shì),獲得了社會(huì)大眾的認(rèn)可。日本竹橋合同大廈從1979年便開始應(yīng)用超濾水系統(tǒng),單日處理量高達(dá)300m3,具有較高的水資源回收率,可有效保證大廈的長期穩(wěn)定運(yùn)行,確保了商住人員的生活用水需求。對(duì)超濾設(shè)備而言,必須定期維護(hù),保證處理效率,設(shè)備精密度越高、維護(hù)頻率越高,以日本竹橋大廈為例,大廈內(nèi)相關(guān)人員需每日用海綿球進(jìn)行人工清洗,且3個(gè)月便需要進(jìn)行一次大清洗,人工和維護(hù)成本高。

2.3 電滲析技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用 生活污水處理中,電滲析技術(shù)的主要應(yīng)用目標(biāo)是木質(zhì)素,傳統(tǒng)水處理過程中,木質(zhì)素主要在造紙、制漿業(yè)的工業(yè)廢水處理中,屬于酚型網(wǎng)狀大分子結(jié)構(gòu),具有較強(qiáng)的膠體性、螯合性,但是實(shí)際生活中,紙制品的應(yīng)用較多,如洗手間衛(wèi)生紙等。上述紙制品容易混合進(jìn)入生活污水中,處理不當(dāng)極易對(duì)自然水體產(chǎn)生負(fù)面影響。電滲析在生活污水的深度處理中,可快速去除生活污水中的木質(zhì)素,借助外加電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)木質(zhì)素通過單陽膜,完成對(duì)木質(zhì)素的凝聚、分離和回收處理,可明顯提高污水處理深度,還可進(jìn)行木質(zhì)素的回收利用,有效提升了污水處理環(huán)節(jié)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 微孔過濾技術(shù)在污水深度處理中的應(yīng)用 生活污水的深度處理中,微孔過濾技術(shù)主要借助微孔陶瓷進(jìn)行作業(yè),微孔陶瓷屬于無機(jī)非金屬材料,內(nèi)部含有微孔結(jié)構(gòu),孔徑一般在0.5-450μm之間,可廣泛應(yīng)用于生活污水、飲用水處理方面。微孔陶瓷過濾中,主要采用吸附、表層過濾、深層過濾相結(jié)合的形式,可有效將膠體、細(xì)菌和病毒等攔截下來,過濾效果十分顯著。借助微孔陶瓷,可將粒徑大于孔徑的物質(zhì)都截流在陶瓷表面區(qū)域,分子直徑小于孔徑的便可進(jìn)入孔道內(nèi)部,在含油廢水、化工廢水、生活污水處理中都有所應(yīng)用,可有效進(jìn)行生物污水的深層截留處理,具有耐酸堿、耐腐蝕和壽命長的特點(diǎn),過濾效果更穩(wěn)定。再者,微孔陶瓷不會(huì)產(chǎn)生二次污染,即使出現(xiàn)少量脫落,也可快速回收處理,環(huán)保效果良好。

3 結(jié)語

新時(shí)期,生活污水的處理過程中,深度處理已經(jīng)成為主要研究內(nèi)容,也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。當(dāng)下生活污水的深度處理中,膜法水處理技術(shù)應(yīng)用范圍相對(duì)廣泛,可發(fā)揮重要作用,相關(guān)技術(shù)人員必須提高認(rèn)知度,充分掌握各類技術(shù)在水處理中的應(yīng)用效果,以期保證生活污水處理深度滿足新時(shí)期發(fā)展需求。