生活污水深度處理中膜法水處理技術(shù)探討

黃彬 楊婷

開封中環(huán)環(huán)保工程有限公司 河南 開封 475000

膜法水處理技術(shù)是主要依據(jù)物理性質(zhì)來進(jìn)行對(duì)污水的處理，在進(jìn)行生活用水深度處理時(shí)，使其通過高密度密孔膜的過濾方式，將大分子污染物進(jìn)行過濾，從而將水中的有害物質(zhì)從水中提取出來，達(dá)到凈化水源，降低有害物質(zhì)的濃度，此類方法可以有效的提高生活用水深度處理的效率。

1 膜法水處理技術(shù)概述

1.1 技術(shù)涵義

膜法水處理技術(shù)應(yīng)用的主要是在處理污水池中以高分子過濾膜安置，當(dāng)水流經(jīng)過濾膜的時(shí)候，將會(huì)把大分子污染物隔絕，只允許通過小分子，此項(xiàng)技術(shù)可充分的利用過濾的性質(zhì)，將水的污染物進(jìn)行阻隔，從而達(dá)到凈水的目的[1]。目前，該技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景較為廣泛，由于高質(zhì)量的凈水功效，使得在過濾水資源的工藝流程當(dāng)中格外重要，并且濾膜的技術(shù)要求較高，既要達(dá)到隔離污染物大分子，又要做到提高過濾水資源效率，在材質(zhì)的選擇上，就提出了較為嚴(yán)格的要求。

1.2 膜法水處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)

膜法水處理技術(shù)對(duì)于其他水資源處理技術(shù)而言，具有相當(dāng)明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。首先，應(yīng)用技術(shù)較為先進(jìn)，膜法水處理技術(shù)目前已經(jīng)擁有了較多應(yīng)用場(chǎng)景，可處理多種不同濃度液體，不僅僅適用于水資源處理，在一些其它的處理溶液當(dāng)中也有著重要的技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景，打到了一法多用的效果。其次，膜法水處理技術(shù)能夠有效的提高處理生活用水的效率，傳統(tǒng)的生活污水初步處理是要先將污水引入到污水池中，經(jīng)過幾天的漫長等待，將污水中的絮狀物沉淀之后，將上層較為清澈的水源引入下一個(gè)處理水池中，在添加其他的化學(xué)用劑，再次過濾沉淀絮狀物，再引入下一個(gè)處理水池當(dāng)中，如此一來，處理生活污水的過程較為繁瑣[2]。而應(yīng)用膜法水處理技術(shù)可有效提高了此過程，只需污水在污水池中，流過高分子膜就可有效地達(dá)到了凈化生活用水的目的，一定程度上也節(jié)省了處理生活污水環(huán)節(jié)的流程，節(jié)約場(chǎng)地，極大的提高了工作效率。第三，膜法水處理能夠有效的降低化學(xué)物質(zhì)的投入，盡管一些化學(xué)物質(zhì)的最終目的是為了讓水更為清澈純凈，但過量的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入水體后，人們?cè)谑秤没蝻嬘么祟愄幚磉^的水資源仍然會(huì)產(chǎn)生一定的不良影響，而膜法水處理技術(shù)可有效的避免了此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，由于該技術(shù)主要應(yīng)用的技術(shù)手段為物理過濾，相當(dāng)于將化學(xué)物質(zhì)減少投入，只是將污染物進(jìn)行有效隔離，減少了化學(xué)物質(zhì)的濃度，就可達(dá)到了凈化生活污水的效果，提升水質(zhì)，從而進(jìn)一步提高了居民用水的安全程度[3]。

1.3 膜法水處理技術(shù)的劣勢(shì)

雖然膜法水處理技術(shù)在生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中仍然處于較為先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域，但由于高分子膜的技術(shù)仍然處于造價(jià)高昂的階段，并且在飲用水過濾的過程當(dāng)中，極容易出現(xiàn)膜的堵塞，需要工作人員每天花費(fèi)大量時(shí)間對(duì)膜進(jìn)行檢查和實(shí)時(shí)監(jiān)控。除此之外，在應(yīng)用膜法水處理技術(shù)前期時(shí)，所投入的成本較高，后期維護(hù)所需人工勞動(dòng)力也較為多，這也導(dǎo)致了該技術(shù)應(yīng)用的缺陷，并且高分子膜在應(yīng)用時(shí)也比較容易受到水質(zhì)各種因素的影響，比如PH值和溫度等，從而會(huì)導(dǎo)致影響分子過濾的狀態(tài)，也會(huì)因此受到化學(xué)物質(zhì)的堵塞。盡管膜法水處理技術(shù)在處理過程當(dāng)中處于高效、高質(zhì)量狀態(tài)，但在前期成本投入和后期維護(hù)過程當(dāng)中存在著極大的局限性，對(duì)比其他的過濾技術(shù)而言，總體而言的成本投入較高。

2 膜法水處理技術(shù)在生活污水深度處理中的具體應(yīng)用

在平時(shí)應(yīng)用當(dāng)中，不同污染程度的生活污水所使用的方法也有所不同，為了最大程度的提高污水處理的效率，要依據(jù)污染物濃度選擇相對(duì)應(yīng)的方法處理。依據(jù)濾膜孔徑的大小與膜的材質(zhì)，可將膜法水處理技術(shù)分為以下幾類。

2.1 超濾技術(shù)的應(yīng)用

超濾技術(shù)主要應(yīng)用于過濾超小分子的水資源，一般已經(jīng)水質(zhì)得到一定的處理，進(jìn)一步提高水的純凈度。此方法所應(yīng)用的濾膜主要為過濾孔徑范圍在0.05-1.0um的UF超濾膜，由于孔徑超小，使得過濾水資源程度十分顯著，尤其是較小體積的污染物顆粒。

在水壓的作用下，將水流壓向?yàn)V膜，然后得以讓水流通過濾膜，阻隔大分子污染物，從而達(dá)到凈化水資源的目的。在整個(gè)過程當(dāng)中，超濾技術(shù)能夠使得污水得到充分的過濾和凈化，有效的將污染物與水進(jìn)行分離，并將污染物進(jìn)行壓縮。在真正應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，超濾技術(shù)還保留著膜法水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量的較為渾濁的污水，并且整個(gè)操作系統(tǒng)簡單上手，有效降低了工作人員的工作量，并且在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行期間，耗能較小，能夠最大程度的保留生活污水原有量，將污染物與水資源進(jìn)行分離[4]。但這項(xiàng)技術(shù)也有著較為明顯的劣勢(shì)，盡管濾膜的孔徑較小，但對(duì)于水中源含有的無機(jī)離子卻無法做到完全去除，主要原因是因?yàn)闊o機(jī)離子的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于濾膜的孔徑，氨元素與氮元素也無法做到完全去除，并且超濾技術(shù)和膜法水處理技術(shù)也存在著同樣的缺陷，處理大量污水時(shí)很容易引起孔徑的堵塞，在過濾過程當(dāng)中會(huì)很容易導(dǎo)致濾膜上堆積著大量污染物，需要工作人員對(duì)此進(jìn)行頻繁處理，或者在濾膜處安裝螺旋式攪拌器，減小污染物在濾膜附著停留的時(shí)間，也可大大的降低濾膜堵塞的幾率，安裝攪拌機(jī)之后也可加速處理生活污水的效率。

2.2 微濾技術(shù)的應(yīng)用

微濾技術(shù)較超濾技術(shù)，其凈化水資源的能力較弱，運(yùn)用的濾膜孔徑大概約為0.1-0.2um的MF膜，是從原有的生活污水當(dāng)中，將顆粒、細(xì)菌以及顆粒較大的污染物進(jìn)行隔離的膜法水處理技術(shù)之一，相當(dāng)于是作為分離的過程。這項(xiàng)技術(shù)主要被分為高精度、高密度過濾技術(shù)體系當(dāng)中，具體的操作如下，將污水引入處理池當(dāng)中，向該污水進(jìn)行壓力的加持，大概約為0.7-7.0KPa，在壓力的作用下，污水便能夠順從壓力穿過濾膜，隨后將較大顆粒物、細(xì)菌等污染物與生活污水進(jìn)行隔離，此過程超濾技術(shù)較為相似，但處理效果較弱，可用于污水處理中期時(shí)進(jìn)行過濾。并且在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，微濾技術(shù)主要分為兩個(gè)方式，死端過濾與錯(cuò)流過濾，死段過濾一般指的是全量過濾，在合適的壓強(qiáng)作用下，推動(dòng)生活污水流向MF膜，使得留下顆粒較為大的例子，并且在膜的表面能夠有效的留積超過孔徑的離子，這種過濾所需的技術(shù)含量不高，但工作量較大，需要經(jīng)常去處理濾膜上的污染物，防止濾膜的堵塞[5]。由于他可堆積超過濾孔的大顆粒子，因此，也會(huì)代表著工作時(shí)間較長，但堆積的顆粒濃度越高，MF膜的過濾作用將會(huì)降低，仍然需要注意清潔的工作量，否則就會(huì)降低污水處理效率。錯(cuò)流過濾的主要應(yīng)用方式是控制整個(gè)污水流動(dòng)的速度，使其能夠緩慢流動(dòng)，但還能夠有效的保持MF膜表面與污水流動(dòng)方向一致，由此，能夠有效地產(chǎn)生出剪切力，剪切力能夠?qū)V膜上附著的污染顆粒重新又帶回原有的污水當(dāng)中，雖然錯(cuò)流過濾的過濾速度較慢，但其工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于死端過濾，若時(shí)間較為充足的情況下，錯(cuò)流過濾的效果可優(yōu)于死端過濾，并且還能夠有效地保持濾膜的方向性，使得污水通過濾膜的速度較為穩(wěn)定，有效的降低了濾膜堵塞的現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.3 納濾技術(shù)的應(yīng)用

納濾技術(shù)學(xué)名又可稱為低壓反滲透技術(shù)，其濾膜的選擇主要為孔徑大小在0.5-10nm的NF膜，其孔徑更小，可有效的攔截80-1000分子量的污染物。納濾技術(shù)主要應(yīng)用的方式為選擇性篩分，除了將顆粒物質(zhì)進(jìn)行隔離之外，還能夠有效地對(duì)無機(jī)鹽進(jìn)行有效的溶解和濃縮，并且對(duì)于無機(jī)鹽、小分子化學(xué)物質(zhì)而言，其吸附能力十分顯著，能夠去除60%-80%的微粒，對(duì)于離子與色素的吸附能力更是達(dá)到了98%以上，這項(xiàng)技術(shù)大大提高了對(duì)生活污水處理的純潔度，使得水資源更為純凈。并且它整體的操作性都遠(yuǎn)優(yōu)于微濾技術(shù)與超濾技術(shù)，因此，該項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用于污水的后期處理，能夠有效地降解色素、小分子等極小顆粒污染物質(zhì)的處理。在應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，也可搭配生物降解相關(guān)技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高水的凈化率，使得分子直徑超過100的微粒存留量低于20%，大大降低了污水當(dāng)中污染物的殘留量。

2.4 反滲透技術(shù)的應(yīng)用

反滲透技術(shù)的濾膜選擇一般為孔徑直徑小于一納米的RO反滲透濾膜，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，對(duì)污水進(jìn)行施加設(shè)定的壓強(qiáng)，通過壓力的作用下推動(dòng)污水流經(jīng)RO反滲透濾膜，形成一定強(qiáng)度的壓力差，并且能夠有效的引導(dǎo)污水自然流動(dòng)的方向，由此，可達(dá)到將顆粒污染物與水資源進(jìn)行分離。由于孔徑小于一納米，可有效的能夠使得化學(xué)離子全部隔離，同時(shí)，形成壓強(qiáng)差的過程當(dāng)中，低壓一側(cè)能夠得到滲透水源，而高壓一側(cè)能夠獲得濃縮水源，并且在過濾過后水質(zhì)得到了明顯升高，電導(dǎo)率能夠達(dá)到5μs/cm，電阻率更是能夠持續(xù)高遠(yuǎn)18.2M·cm，直接達(dá)到了我國國家規(guī)定的三級(jí)用水合格標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)技術(shù)主要是應(yīng)用在污水處理最終階段，有效地隔絕了金屬離子、小分子化學(xué)物質(zhì)等超小粒子的分離與阻隔，使得這些粒子的保留率達(dá)到98%以上，但由于濾膜的孔徑較小，對(duì)處理的污水也有著較為嚴(yán)格的要求，若生活污水中物質(zhì)分子直徑較大，很容易造成濾膜的堵塞，甚至?xí)绊憺V膜的活性，直接破壞了濾膜本身的工作，減少濾膜的工作壽命。在真正進(jìn)行污水處理的流程環(huán)節(jié)當(dāng)中，反滲透技術(shù)已經(jīng)代替沉淀或用物理方式吸附的技術(shù)，既能夠達(dá)到所代替技術(shù)原有的優(yōu)勢(shì)，高效率的吸附化學(xué)分子，同時(shí)還能彌補(bǔ)了原有技術(shù)的劣勢(shì)，提高處理生活用水的效率，使得過濾后的水質(zhì)非常高。除此之外，利用反滲透技術(shù)也要是加合適的壓強(qiáng)，壓強(qiáng)越大，其過濾效率越高，但同樣的，在進(jìn)行施壓之前，必須對(duì)水資源進(jìn)行預(yù)處理，減少大顆粒物的存在量，這不僅是在保護(hù)濾膜的活性，延長濾膜的工作時(shí)間，同時(shí)也大大提高了處理污水的效率，減少不必要的額外成本輸入。

3 膜法水處理技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用策略

3.1 組合應(yīng)用污水處理技術(shù)

生活污水的整體處理情況而言，由于污水的狀況不可預(yù)估，也無法做到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，因此進(jìn)行組合是應(yīng)用對(duì)污水處理是作為高效率的方式，每一項(xiàng)技術(shù)都有自己的優(yōu)勢(shì)與缺陷，將不同技術(shù)應(yīng)用在不同的環(huán)節(jié)當(dāng)中，可將優(yōu)勢(shì)最大化，有效地彌補(bǔ)了每項(xiàng)技術(shù)的自身劣勢(shì)。如果在整體處理污水當(dāng)中，僅僅使用較為單一的方式，那么可以明顯的感受到單一處理方式優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，不僅增加了額外的成本輸入，同時(shí)還增加了工作人員的工作量，污水處理過后也不能達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。如果只是應(yīng)用污水處理方式強(qiáng)的技術(shù)，雖然在水質(zhì)要上達(dá)標(biāo)了，但其出水率十分的低下，無法做到處理大量污水的工作狀態(tài)，但如果只是應(yīng)用污水處理能力較弱的技術(shù)，雖然污水處理的效率較高，但水質(zhì)的要求無法得到保障，若是將處理過的污水用途更為生活化，那么將增加用戶的隱患。只有將相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行組合處理，初步階段用處理污水較為弱、出水量大的相關(guān)技術(shù)，在污水處理后期可以應(yīng)用去污能力較強(qiáng)的相關(guān)技術(shù)，如此組合而來，既能夠有效的保障了濾膜的工作效率，減少濾膜的堵塞情況，同時(shí)還能夠增加污水處理的效率，不僅做到了多項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與拓展，還能夠保障了水質(zhì)的要求。

3.2 生物反應(yīng)技術(shù)

除此之外，如果只是單單的進(jìn)行濾膜過濾，而不應(yīng)用其他生物技術(shù)且效率也不能大幅度的提高。膜生物反應(yīng)技術(shù)主要是將生物降解技術(shù)與膜法水處理技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，將污水通過膜法水技術(shù)處理再通過生物降解，可將水質(zhì)達(dá)到理想狀態(tài)，這項(xiàng)組合技術(shù)主要可分為兩個(gè)單元，膜分離與生物處理，在生活污水處理的整個(gè)過程當(dāng)中原有的傳統(tǒng)方法是通過活性炭的物理吸附方式，將污水中的沉淀物進(jìn)行預(yù)處理，但此時(shí)，我們可先應(yīng)用膜生物技術(shù)來進(jìn)行代替，一定程度上提高了對(duì)水的處理效率，在短時(shí)間內(nèi)能夠處理大量的流水，不會(huì)存在花費(fèi)大量時(shí)間，需要將其絮狀物進(jìn)行吸收再分離的情況。生物處理技術(shù)處理過的水資源能夠達(dá)到水資源較為清澈，肉眼已經(jīng)無法觀測(cè)到顆粒物，并且整個(gè)系統(tǒng)較為簡單操作，膜生物技術(shù)由于高效率、低成本、動(dòng)態(tài)循環(huán)、操作較為簡單等優(yōu)勢(shì)，在污水處理方面廣泛應(yīng)用，有效降低人工成本，工作人員無需復(fù)雜理論體系的支持，也可快速上手進(jìn)行工作，此項(xiàng)技術(shù)可有效地解決多種問題。

4 結(jié)束語

在實(shí)際應(yīng)用情況當(dāng)中，膜法水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也較為突出，由于有不同方式進(jìn)行處理，在應(yīng)對(duì)不同情況時(shí)可選擇較為合適的方法，既可以選擇保持污水處理速度穩(wěn)定、減少濾膜堵塞概率的方式，又可選擇快速處理大量污水、使工作效率最大化的方式。膜法水處理技術(shù)在污水處理當(dāng)中，濾膜在長期污水影響下很容易失去活性，由此，未來應(yīng)研究能夠提高濾膜的活性，延長濾膜工作時(shí)間，增加污水處理效率的衍生技術(shù)，那么此項(xiàng)技術(shù)對(duì)其而言有著巨大的優(yōu)勢(shì)，或者在條件不允許運(yùn)用其他技術(shù)時(shí)，可將污水進(jìn)行提前一步的處理，利用活性炭吸附和溶解污水當(dāng)中含有的過量無機(jī)元素以及污染物，使得在運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，污水不會(huì)破壞濾膜的活性，或者將濾膜進(jìn)行進(jìn)一步的改造和升級(jí)，在其中加入陶瓷的材料，增加吸附無機(jī)元素的能力，提高濾膜的工作時(shí)間，使得整個(gè)污水處理的效率得到提高，工作人員的工作量也能夠一定程度上減少。