生活污水深度處理中膜法水處理技術(shù)的應(yīng)用分析

聶圣芬

青島青山碧水環(huán)保科技有限公司 山東青島 266000

膜法水處理技術(shù)涵蓋了超濾、微濾、納濾、反滲透、電滲析等多種技術(shù)類(lèi)型，污水處理廠可以結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用駭?shù)量以及生活污水的排放頻率科學(xué)選擇膜法水處理技術(shù)類(lèi)型，在保障當(dāng)?shù)鼐用裼盟踩耐瑫r(shí)，將污染損失降到最低點(diǎn)[1]。

1 污水處理工藝背景介紹

城市生活污水的主要污染物是有機(jī)物，活性污泥法具有有機(jī)物去除率高、能耗和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外城市生活污水處理中得到廣泛應(yīng)用。隨著《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的出臺(tái)，要求出水水質(zhì)執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)和強(qiáng)化二級(jí)處理工藝不能或無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，其中SS、TP和TN是制約出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的主要因素。因此，需要對(duì)原污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，提標(biāo)改造的主要措施是新增深度處理工藝。一般情況下，SS和TP主要在深度處理工藝階段進(jìn)行去除，生化階段通過(guò)改造和優(yōu)化運(yùn)行提高TN的去除率，生化階段無(wú)法實(shí)施改造的污水廠再考慮新增深度處理工藝。

2 膜處理技術(shù)的作用機(jī)理

膜法水處理技術(shù)主要依靠于“膜”的攔截功能，將流動(dòng)液體隔離成為兩部分，這種薄膜往往置于流體當(dāng)中，通過(guò)膜表面的微小空隙，將大分子物質(zhì)攔截，使小分子物質(zhì)順利通過(guò)。目前，在城市污水處理廠處理生活污水時(shí)，較為常用的膜處理技術(shù)包括超濾、微濾、納濾、反滲透、電滲析等。

3 污水處理行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著政府對(duì)環(huán)境保護(hù)及污水處理行業(yè)政策和投資的持續(xù)支持，我國(guó)污水處理能力持續(xù)增強(qiáng)，行業(yè)規(guī)模穩(wěn)健增長(zhǎng)。2018年我國(guó)排水設(shè)施投資達(dá)到1523億元，與2010年相比增加了69.6%，污水處理與再生水利用設(shè)施投資總額增長(zhǎng)了54.1%，達(dá)到803億元。2019年我國(guó)污水處理行業(yè)的收益約人民幣4985億元，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到9.9%。我國(guó)污水排放總量持續(xù)增長(zhǎng)。2018年，我國(guó)城鎮(zhèn)污水年排放總量和污水處理總量分別為620億米3和587億米3，與2010年相比分別增長(zhǎng)了37.9%和65.3%，污水處理規(guī)模增長(zhǎng)高于排放量。2018年，我國(guó)城市排水管道長(zhǎng)度達(dá)到68.3萬(wàn)千米，污水處理廠總數(shù)為2321座；縣城排水管道長(zhǎng)度20.1萬(wàn)千米，有污水處理廠2011座，縣城污水處理能力仍然較弱。與此同時(shí)，我國(guó)城市污水處理廠的處理能力也在不斷增強(qiáng)。2019年，城市污水處理廠的日處理污水量達(dá)到1.77億米3，同比增長(zhǎng)4.7%，年處理量為532億米3，同比增長(zhǎng)6.9%。水處理行業(yè)是朝陽(yáng)行業(yè)，深入打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)是其重要契機(jī)。隨著國(guó)家下發(fā)的一系列穩(wěn)投資、補(bǔ)短板政策落地實(shí)施，水處理投資力度不斷加大，整個(gè)水處理市場(chǎng)投資持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年環(huán)保專(zhuān)項(xiàng)債發(fā)行進(jìn)度加快、普惠占比加重，僅1-2月在污水治理領(lǐng)域發(fā)行的專(zhuān)項(xiàng)債規(guī)模就已達(dá)到435.24億元，超過(guò)2019年全年發(fā)行的221.68億元。2020年下半年，污水處理市場(chǎng)景氣度大幅提升，污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)拉動(dòng)水處理裝備制造及涉水經(jīng)濟(jì)回暖，污水處理行業(yè)的市場(chǎng)化進(jìn)程仍在進(jìn)一步加快[2]。

4 生活污水深度處理中膜法水處理技術(shù)的應(yīng)用

4.1 超濾技術(shù)

超濾水處理技術(shù)能夠有效分離生活污水中的大分子物質(zhì)，在處理過(guò)程中，這種技術(shù)無(wú)須借助于外界壓力，因此，單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源量較小，并且污水處理量相對(duì)較大，是生活污水深度處理工序中較為常用的一種膜法水處理技術(shù)。

4.2 活性污泥法

活性污泥法能對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物進(jìn)行快速去除，且能進(jìn)一步吸附活性污泥中的懸浮固體物。在應(yīng)用時(shí)，需要人工充氧，推動(dòng)有城市污水處理能力的活性污泥的培養(yǎng)，通過(guò)活性污泥吸附、凝聚、氧化作用的幫助，有效處理污水中的有機(jī)污染物。在應(yīng)用活性污泥法時(shí)，需要重點(diǎn)注意對(duì)曝氣池和沉淀池的設(shè)計(jì)，不斷促進(jìn)城市污水處理物的處理效率的提升和經(jīng)濟(jì)效益的提高。

4.3 微濾技術(shù)

微濾技術(shù)常用的材料是微孔陶瓷，這種材料屬于無(wú)機(jī)非金屬材料，微孔的孔徑一般介于0.5-450чm之間，微濾技術(shù)在生活污水深度處理與飲用水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在處理生活污水時(shí)，能夠有效攔截和吸附水體中的SS以及各種膠狀體，同時(shí)，將污染物自身攜帶的病菌阻止在外，處理效果較為明顯。在深度處理生活污水時(shí)，分子直徑大于陶瓷孔徑的物質(zhì)被截留陶瓷表面，而小于孔徑的物質(zhì)被吸附在陶瓷孔道內(nèi)，而且處理過(guò)程不受酸性環(huán)境與堿性環(huán)境的影響，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性[3]。

4.4 MSBR技術(shù)

MSBR技術(shù)是將傳統(tǒng)SBR城市污水處理工藝改進(jìn)后的一種新技術(shù)，可稱(chēng)為改良式序列間歇式反應(yīng)器。此技術(shù)的運(yùn)用，減少了對(duì)初沉池和二沉池的設(shè)置，MSBR技術(shù)既具有傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，又有SBR工藝的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)用，促進(jìn)城市污水處理，減少投資運(yùn)營(yíng)成本。還能有效去除污水中的BOD5、氮磷等污染物，具有十分強(qiáng)勁的處理能力。目前，業(yè)內(nèi)專(zhuān)家學(xué)者加大了技術(shù)智能化的研究力度，通過(guò)操作過(guò)程最優(yōu)控制的實(shí)行，一旦水質(zhì)出現(xiàn)變化時(shí)，利用在線模糊控制，對(duì)其進(jìn)行控制。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，環(huán)境工程中的城市污水處理工作是一項(xiàng)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作。要保證城市污水處理取得排放標(biāo)準(zhǔn)資格，需要合理選擇城市污水處理技術(shù)工藝。污水處理廠在對(duì)生活污水進(jìn)行深度處理時(shí)，可以結(jié)合超濾、微濾、納濾、反滲透、電滲析技術(shù)原理與實(shí)際應(yīng)用效果，合理選擇技術(shù)類(lèi)型，在提高生活污水處理質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗、節(jié)約成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。