全膜法水處理工藝技術(shù)及其應(yīng)用研究

王思學(xué)

（國能榆林化工有限公司，陜西 榆林 719000）

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深化，我國越來越注重環(huán)境保護(hù)工作，其中水體環(huán)境作為對群眾會產(chǎn)生直觀影響的重要因素，更是技術(shù)人員重點(diǎn)研究的對象，對此研發(fā)了很多針對性的防治手段，例如全膜法水處理工藝技術(shù)，利用其技術(shù)處理后的水質(zhì)高于普通工藝且水資源產(chǎn)量相對穩(wěn)定，可以使相關(guān)產(chǎn)業(yè)節(jié)省大量的成本。但考慮到全膜法水處理技術(shù)需要使用半透膜來進(jìn)行過濾，且工藝的落實(shí)需要多種儀器設(shè)備輔助完成，故而相關(guān)人員必須根據(jù)工藝特性以及技術(shù)要求做出實(shí)時(shí)調(diào)整，以助力相關(guān)行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1 全膜法水處理技術(shù)內(nèi)部的工藝概述

對于全膜法水處理工藝而言，其核心工藝為膜液體分離技術(shù)，其會通過微濾、超濾、納濾以及反滲透等四種工藝來區(qū)分液體分離精度，針對不同行業(yè)的工作需求，可以選用適當(dāng)?shù)姆椒ń档图夹g(shù)成本的同時(shí)，達(dá)到預(yù)期水源處理效果。另外，其還會借助EDI 系統(tǒng)，完成各個(gè)功能模塊的組裝聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)有效的水源處理，具體工藝內(nèi)容如下：

1.1 反滲析工藝

所謂反滲析工藝，是迄今為止技術(shù)手段干預(yù)水處理技術(shù)中最先進(jìn)的一種膜分離技術(shù)，其可以根據(jù)現(xiàn)有水源的成分來進(jìn)行調(diào)整，避免鹽類快速溶解，從分子角度來對水源中的有機(jī)物進(jìn)行調(diào)控，甚至膜分離技術(shù)的精確度可以到達(dá)分子級別，由此過濾所得的水源為純水，水質(zhì)極高，幾乎不摻雜任何雜質(zhì)成分。但其工藝的落實(shí)需要借助一種特殊的半透膜，該半透膜在專業(yè)角度也被稱之為反滲透膜，是利用特殊的加工技藝并配備專用材料所制的一種高效過濾物質(zhì)，在水中可以讓特定成分順利通過，其他成分會被阻攔在膜外，也正是借助其精細(xì)到分子級別的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，才能夠確保水分子以外的其他成分都能被有效過濾，以此來實(shí)現(xiàn)水源凈化和濃縮等功能[1]?；诖耍覈F(xiàn)階段大部分化工企業(yè)都已經(jīng)將反滲透技術(shù)作為水源處理的第一道工序，并在后續(xù)的技術(shù)發(fā)展過程中融入了更多衍生系統(tǒng)或離子交換系統(tǒng)，時(shí)至今日，現(xiàn)有的水源凈化能力極強(qiáng)，幾乎可以對所有雜質(zhì)進(jìn)行有效去除，解決了化工廢物排放會對環(huán)境造成污染的現(xiàn)狀[2]。

1.2 超濾工藝

超濾工藝是基于傳統(tǒng)過濾工藝演變出的一種衍生體系，其借助現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢，可以將篩選精度進(jìn)一步縮小，甚至可以達(dá)到分子級別，再進(jìn)行篩孔分離，可以將水源內(nèi)部的雜質(zhì)有效去除，保障水源質(zhì)量。市面上最常使用的超濾工藝分為外壓和內(nèi)壓兩種，其工作原理大致相同，都是外界施加壓力的條件下，促使濾液中的溶質(zhì)分子和水進(jìn)行有效融合，當(dāng)其通過過濾膜時(shí)會因?yàn)閴簭?qiáng)的變化而將雜質(zhì)留在膜內(nèi)，純凈的水源會透過過濾膜到達(dá)低壓區(qū)，但其過濾精確度無法和反滲析工藝比擬，因此超濾工藝大多是用于去除水中的固體雜質(zhì)和懸浮膠狀物等，部分情況下，還能對有機(jī)物和真菌等雜質(zhì)進(jìn)行有效去除，和傳統(tǒng)過濾體系相比，其具有更多樣的過濾性能，且成本提升性能適中，和傳統(tǒng)工藝相比優(yōu)勢非常明顯，即：

1.水質(zhì)高于傳統(tǒng)水源凈化工藝：由于超濾工藝是利用壓強(qiáng)來實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)與水源分子的分離，因此其過程中不需要添加化學(xué)制劑來作反應(yīng)催化物，也不需要使用活性炭等多孔材料進(jìn)行雜質(zhì)吸收，因此其過濾而來的水源可確保無雜質(zhì)，并且各道工藝均是在密封環(huán)境下進(jìn)行，并不會接觸到外部環(huán)境，致使其污染風(fēng)險(xiǎn)有所降低[3]。

2.技術(shù)優(yōu)勢明顯：傳統(tǒng)的水源過濾凈化體質(zhì)需要借助運(yùn)輸設(shè)備，并在各個(gè)節(jié)點(diǎn)搭載過濾容器，而水源本身成分復(fù)雜，在運(yùn)輸過程中受外部環(huán)境的影響，還融入很多固體顆粒狀雜質(zhì)，因此其想要達(dá)到預(yù)期水質(zhì)，需要根據(jù)雜質(zhì)的狀態(tài)設(shè)立不同的過濾階段，并在通過儀器設(shè)備時(shí)運(yùn)用外部工藝進(jìn)行干預(yù)處理，這也使得現(xiàn)場需要搭載大量的硬件設(shè)備并延伸管道布局，建立完善的供給網(wǎng)絡(luò)。在上述工作系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)理想狀態(tài)下，水源中的成分不會和其他過濾階段的材質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，可接觸外部環(huán)境后，若再受到溫度等客觀因素的影響，水源內(nèi)部難免會出現(xiàn)新型物質(zhì)，此時(shí)若沒有統(tǒng)一的處理體制，不僅需要耗費(fèi)更多的土地資源，搭建更多的凈化容器，還會因?yàn)闇y定結(jié)果的不準(zhǔn)確性，導(dǎo)致水源處理效果變差。另外，現(xiàn)有的超濾工藝，其可以借助物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，無論是儀器設(shè)備的運(yùn)行，還是后續(xù)的工作模式建立，有關(guān)人員皆可快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，規(guī)避客觀因素和人為因素的影響[4]。

1.3 EDI 技術(shù)工藝

EDI 技術(shù)是基于上兩種工藝所形成的一種復(fù)合型結(jié)構(gòu)，其會根據(jù)實(shí)際需求選擇合適種類的半透膜，并根據(jù)離子交換反應(yīng)的需求挑選其他材料，進(jìn)而形成一種復(fù)合型過濾填充設(shè)備，當(dāng)水源經(jīng)過初步處理，接入到EDI 技術(shù)系統(tǒng)中時(shí)，其工藝會根據(jù)水源的純度以及內(nèi)部成分進(jìn)行二次調(diào)整，將其內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)行去除。而且EDI 技術(shù)和上兩種工藝而言，其解決了反滲析系統(tǒng)中工業(yè)廢水頻繁排放的短板，也解決了超濾工藝中易受外部客觀因素影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)接收不準(zhǔn)確等問題，即：

EDI 技術(shù)系統(tǒng)是一種由多個(gè)功能模塊組合而成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部并聯(lián)組裝了許多非常精密的工作體系，且每一個(gè)性能模塊都能夠根據(jù)外部環(huán)境做出實(shí)際調(diào)整，穩(wěn)定產(chǎn)出水源，但由于EDI 技術(shù)系統(tǒng)檢測系統(tǒng)可能會進(jìn)入超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)工作人員必須根據(jù)技術(shù)原理以及設(shè)備特點(diǎn)，做出有效優(yōu)化，并在EDI 技術(shù)系統(tǒng)前設(shè)立軟化器，從而保障測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，上述工藝其優(yōu)勢主要體現(xiàn)為：首先，過程中水源的酸堿度不會發(fā)生變化，即使在處理過程中接觸外部環(huán)境，也會被EDI 技術(shù)系統(tǒng)有效檢測，并且過程中只會偶爾產(chǎn)生堿根離子和氫離子，其調(diào)控難度較小，甚至利用傳統(tǒng)的工藝體系，都可以有效凈化，因此其工藝的落實(shí)并不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生明顯影響。最后也是最重要的一點(diǎn)，全膜法水處理工藝中的EDI 技術(shù)系統(tǒng)具有更強(qiáng)的自動(dòng)化控制優(yōu)勢，其本就是基于信息化技術(shù)而建立的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，同樣利用信息化技術(shù)也可以干擾其運(yùn)行狀態(tài)，這對現(xiàn)有的工作體系而言是一項(xiàng)重要突破，工作系統(tǒng)可以從線下轉(zhuǎn)至線上，有效規(guī)避客觀因素的影響[5]。

2 全膜法水處理工藝技術(shù)的應(yīng)用

2.1 硬件配置的改良

對于化工企業(yè)而言，其日?；瘜W(xué)反應(yīng)以及化工產(chǎn)品的生產(chǎn)必須要用到水源，或是中和溶液酸堿度，或是用作熱傳遞介質(zhì)，每天各項(xiàng)工藝的運(yùn)行對水源需求量極大。但傳統(tǒng)的工作體系，水源需要由市政管網(wǎng)進(jìn)行直接供應(yīng)，但由于化工企業(yè)其各項(xiàng)工藝對周圍環(huán)境會有一定的污染性，后隨著相關(guān)法律法規(guī)的完善，所有化工企業(yè)都已經(jīng)遷到郊區(qū)，因此市政管網(wǎng)的水源供應(yīng)時(shí)常會因?yàn)榭缍冗^大而出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，致使水源易發(fā)生變質(zhì)等情況。但應(yīng)用全膜法水處理工藝后，其內(nèi)部搭載了更多的信息化設(shè)備，其硬件配置系統(tǒng)得到了全面優(yōu)化，即：首先，在全膜法水處理工藝的影響下，化工企業(yè)獲得水源的渠道，除市政管網(wǎng)供應(yīng)以外，還建立了專門的水源處理機(jī)組，利用礦井的井下水和地下水源作為供給源頭，從而保障水源供應(yīng)穩(wěn)定。其次，現(xiàn)有的儀器設(shè)備除部分對瞬時(shí)能源供應(yīng)效率要求較高的結(jié)構(gòu)以外，大多可以使用新能源替代傳統(tǒng)工藝，這對行業(yè)發(fā)展來說是一項(xiàng)突破性的強(qiáng)化，符合可持續(xù)發(fā)展理念。

2.2 工藝內(nèi)容優(yōu)化

全膜法水處理工藝是基于傳統(tǒng)水處理體系所衍生出的一種復(fù)合型工作結(jié)構(gòu)，具有極強(qiáng)的信息獲取和處理能力，能夠根據(jù)實(shí)際工作過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷，從而積累更多的工作經(jīng)驗(yàn)，以進(jìn)行工藝體系的優(yōu)化，即：

2.2.1 超濾工藝優(yōu)化

雖說超濾工藝具有極強(qiáng)的水源凈化能力，但其使用過程中受硬件配置及半透膜的影響，時(shí)常會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷裂或膜污染的情況，此時(shí)工作人員若未能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，后續(xù)的水源過濾會受到影響，致使水質(zhì)下降，甚至部分水源內(nèi)部還會遺留污染物質(zhì)，此時(shí)對水源進(jìn)行重復(fù)利用時(shí)，易對職工的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅[6]。基于此，全膜法水處理工藝在不斷地應(yīng)用和總結(jié)過程中，首先增加了變頻器和水泵，確保水源的供給頻率以及水流速可以得到有效控制，工作人員借助信息傳感設(shè)備，還可以將各個(gè)時(shí)間段的系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到主控設(shè)備中，從而形成階段性的工作日志，結(jié)合部門工作指標(biāo)的變化情況，制定后續(xù)工作方案，并下發(fā)到各個(gè)部門管理者的手中，確保各部門調(diào)整具有足夠的聯(lián)動(dòng)性，工藝落實(shí)效率可得到有效提升。其次，全膜水處理工藝作為一項(xiàng)新型復(fù)合式工藝，其內(nèi)部的硬件配置和工作方法都在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷推陳出新，超濾工作系統(tǒng)也會在此環(huán)境的影響下使用更高性能的膜元件，從而控制運(yùn)行周期，防止出現(xiàn)污染問題，確保表面更加清潔。

2.2.2 反滲透系統(tǒng)的優(yōu)化

對于反滲透系統(tǒng)來說，其薄膜在運(yùn)行過程中當(dāng)離子狀態(tài)和分子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，不僅水源處理效果會受到影響，后續(xù)的節(jié)能以及水流管控體制也會因?yàn)橄到y(tǒng)的異常運(yùn)行而出現(xiàn)故障，此時(shí)半透膜不僅無法具有應(yīng)有的過濾能力，甚至?xí)驗(yàn)楫惓９ぷ鲄?shù)導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)核心崩塌的情況，此時(shí)設(shè)備運(yùn)行將失去秩序，受外部環(huán)境的影響，水源甚至?xí)M(jìn)一步被污染。但全膜法水處理工藝可以根據(jù)水質(zhì)等條件，選擇科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)當(dāng)前水質(zhì)的成分變化來調(diào)整復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，適當(dāng)對粗糙度進(jìn)行調(diào)整，從而提升其親水性能，改變水源運(yùn)輸渠道，從而降低污染出現(xiàn)的可能性。

2.2.3 EDI 系統(tǒng)

由于EDI 系統(tǒng)其運(yùn)行的初衷是要提高水質(zhì)，提升凈化效果，因此結(jié)合全膜法水處理工藝有異曲同工之妙，二者可以有效融合，進(jìn)一步提升工作效率?；诖?，首先，由于水源中的二氧化碳會影響出水效率以及后續(xù)水源凈化的品質(zhì)，因此可以在EDI 系統(tǒng)的監(jiān)督下加入堿，從而降低二氧化碳含量，并根據(jù)系統(tǒng)測定的數(shù)值判斷現(xiàn)有成分中是否生成了其他的污染物質(zhì)。但經(jīng)過多年實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)，上述工藝并不會產(chǎn)生其他污染物，反而可以有效提升水源凈化效率。其次，工作人員需針對各個(gè)功能模塊進(jìn)行工作模式改良，根據(jù)實(shí)際需求，適當(dāng)采用單組模塊運(yùn)行和聯(lián)動(dòng)運(yùn)行等多種模式，合理去除水中的雜質(zhì)成分，并通過改變系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)來適當(dāng)減少成本，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2.4 水源凈化體質(zhì)的完善

雖說化工企業(yè)早在多年以前便意識到水體環(huán)境治理和水源凈化的重要性，并針對性地建立了技術(shù)架構(gòu)和硬件系統(tǒng)，但受技術(shù)制約和外部環(huán)境的影響，各工作系統(tǒng)的落實(shí)效果始終不盡如人意，大多體現(xiàn)為凈化效果不理想或工作耗費(fèi)的成本過高。但全膜法水處理技術(shù)應(yīng)用后，工作人員可以規(guī)避傳統(tǒng)體系的風(fēng)險(xiǎn)問題，外部客觀因素也不會再對水源凈化工藝產(chǎn)生影響，且現(xiàn)有的工作系統(tǒng)也能夠隨著硬件配置的推陳出新而做出有效優(yōu)化，即使應(yīng)對未來復(fù)雜的工作需求，仍能具有調(diào)整空間，這也使得化工企業(yè)的發(fā)展具有更妥善的保障，其作用不可小覷[7]。

3 結(jié)語

綜上所述，在我們社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，各行業(yè)開始陸續(xù)步入快速發(fā)展期，工作效率顯著提升，內(nèi)部儀器設(shè)備也具有更強(qiáng)的自動(dòng)化和智能化特點(diǎn)，但很多工藝卻對周圍環(huán)境造成了污染，尤其是水體環(huán)境現(xiàn)已成為我國環(huán)境治理中的重點(diǎn)難題，某些地區(qū)因工藝影響水源污染問題，已經(jīng)開始威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。對此，有關(guān)部門開始針對性地加大環(huán)境治理力度，同時(shí)各化工企業(yè)也開始針對自身工藝特點(diǎn)做出實(shí)質(zhì)性調(diào)整，建立水源凈化體制，其中全膜法水處理技術(shù)便是具有代表性的一項(xiàng)，但由于其應(yīng)用難度較大，涉及的工藝技術(shù)種類繁多，故而企業(yè)職工需不斷積累經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際需求做出有效調(diào)整，以促使企業(yè)迎合可持續(xù)發(fā)展理念的要求，快速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展。