生活污水處理中膜法水處理工藝的應用
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摘要：膜法水處理作為一項水體污染物分離工藝技術，在生活污水處理中具有良好的應用效果，并且原理和設備簡單，操作簡便，適用性較強。本文重點就膜法水處理環(huán)保工藝在生活污水處理中的應用進行研究分析，以供參考和借鑒。
關鍵詞：膜法水處理；環(huán)保工藝；生活污水；應用
1生活污水處理中常見的膜法水處理工藝技術
1.1反滲透工藝
反滲透技術是生活污水處理中比較常見的一項工藝，其原理是以壓力差作為推動力，將污水中溶劑與體系分離開來，通常也被稱作逆滲透技術。在實際應用這一項膜法水處理技術時，主要是在膜一側施加壓力，當施加的壓力超出初始滲透壓時，溶劑會進行反向的滲透，而由于膜具有選擇透過性，所以此時在膜的兩側因為壓力差的存在就會出現(xiàn)差異，其中低壓膜側得到處理的滲透液，另外高壓膜側就會得到濃縮液。例如，在對海水進行反滲透處理時，低壓膜側得到的是淡水，而高壓膜側得到的則是鹵水。需要注意的是，在實際對生活污水進行反滲透處理時，純凈水與廢水相比，化學反應位相比較高，所以在該技術應用過程中，純凈水一側會向著廢水一側進行滲透，當二者始終保持固定不變的液面差時，表明工藝實施結束。其中，純凈水朝著廢水一側進行滲透，被稱為正滲透；反之，如果廢水一側得到壓力，而朝著純凈水一側滲透，這個過程則被稱為反滲透。相對比正滲透，反滲透可以更加高效的分離污水中的污染物，從而達到深度處理生活污水的實質性效果。
1.2超濾分離工藝
在對生活污水進行反滲透處理后，污水初步實現(xiàn)凈化處理。要想提升生活污水處理效果和純凈度，還需要再次應用膜法水處理技術，其中比較常見的是超濾分離技術，其原理是通過反滲透處理得到的溶液體系，對其進行二次施壓，在壓力的推動作用下，溶液進行超濾膜分離，即溶液體系中小分子物質和無機物離子會通過孔徑更小的超濾膜，而大分子物質則過濾在超濾膜的另外一側，從而達到深度凈化生活污水的效果。
1.3納濾分離工藝
該技術作為膜法水處理技術的一種，也是通過施加壓力而實現(xiàn)溶液污染物分離的工藝。在應用該技術時，其所施加的壓力一般在0.5～1.0MPa，介于反滲透工藝與超濾分離工藝之間。與上述分析的兩種技術相類似，納濾分離技術中的納濾膜也具備選擇透過性，但是區(qū)別在于該膜所針對的不是分子物質，而是離子，所以分離效果更加顯著。通常，納濾膜對于二價離子具有很強的分離性，最高可以達到95%左右，而對于一價離子的分離率則相對較低，一般在40%以下。正是由于這種特性，使得該工藝主要適用于地下水之或河流水質的處理中，分離這些水質中的農(nóng)藥物質，以達到凈化處理目的。
1.4電滲析工藝
相對比上述的分離和過濾技術，電滲析工藝原理有所區(qū)別，其主要是通過外加電場實現(xiàn)污水體系中離子的遷移，最終達到凈化和處理污水有害物質目的，一般適用于海水淡化處理和生活污水深度處理工作當中。對于電滲析工藝來說，應用比較多的是離子交換膜技術，該技術中的膜屬于功能膜，具體分為陰膜和陽膜，其中前者只可透過陰離子，后者只通過陽離子，在實際應用中通過外加電場的作用，使體系中陰陽離子實現(xiàn)定向移動，最終達到分離和凈化目的。
1.5微孔過濾工藝
該技術當前在工業(yè)領域應用最為廣泛。實際利用該技術進行生活污水處理時，壓力標準、微孔過濾孔徑等參數(shù)比較關鍵，影響過濾處理效果，所以實際當中必須要注重控制這兩項指標參數(shù)。
2膜法水處理環(huán)保工藝在生活污水處理中的實踐應用
2.1反滲透工藝應用
對于反滲透工藝技術來說，其本身無法去除相應的雜質分子或離子，而是通過膜分離原理實現(xiàn)雜質大分子的分離，然后富集到濃水中進行集中排放。隨著反滲透處理廢水回收率的不斷升高，體系濃縮倍數(shù)也將呈現(xiàn)增高趨勢。通常進水中濃水的Ca、Mg離子濃度以及含鹽量都比較高，相當于進水的4倍左右。而且反滲透工藝技術的應用當中可以過濾一部分的大分子物質，所以濃水中也就存在較高的有機污染物，可見一般反滲透濃水具備高含鹽量、高有機物濃度的特性。結合具體實例，論述反滲透工藝的實施效果，如某廢水處理廠收集的廢水水量為50m3/h，其中廢水水質相關指標如表1所示。根據(jù)區(qū)域所在地環(huán)保指標要求，結合上述污水水質參數(shù)，確定了反滲透處理的工藝流程。反滲透濃鹽水在經(jīng)過緩沖水池后，對體系的水質和水量進行一定程度的調節(jié)，接著處理后的溶液進入到微濾預處理環(huán)節(jié)。在該環(huán)節(jié)的處理中，主要向體系中加入一定量的NaOH，使其與體系中Ca2+發(fā)生化學反應形成沉淀并通過微濾膜分離開來，如此便完成了廢水的預處理工作。在經(jīng)過預處理后的廢水中加入HCl，目的是對體系進行pH調節(jié)，完成后經(jīng)中間水箱進入到納濾處理環(huán)節(jié)中進行進一步的廢水處理工作，而后所得的反滲透產(chǎn)水回進入到回用水箱中儲備起來待用。此外，納濾處理后的廢水與反滲透濃水還可以經(jīng)濃水箱后進入到高壓反滲透環(huán)節(jié)當中，一部分經(jīng)過處理后進行回用水箱；另一部分進入蒸發(fā)結晶系統(tǒng)，在該系統(tǒng)處理后，冷凝水進入回用水箱，而結晶物也可以被回收利用。在上述反滲透工藝中，可以結合藥劑軟化技術、新型的過濾分離技術等工藝，對反滲透濃水直接進行硬度、堿度以及硅垢的去除處理，如此一來系統(tǒng)整體的回收效率大大提升。
2.2超濾工藝應用
相對比反滲透技術，超濾工藝可以有效分離生活污水中較大的雜質分子，而且分離過程中不需要施加較大的外力，就可以達到良好的分離效果，可見超濾工藝對于資源的消耗相對較小，而且該技術所能處理的水量一般較大，特別適用于生活污水深度處理工作。而在日本，該工藝不僅應用生活污水的深度處理，而且在污水回用當中也得到廣泛應用，一般將超濾工藝技術處理得到的回用水應用到中水管道系統(tǒng)當中，實現(xiàn)洗車、坐便沖水等應用。例如，對于城市當中的超大建筑來說，其循環(huán)用水量一般都很大，建筑當中如果不具備中水管道，那么也就無法得到建筑許可證。而將生活污水進行回用處理而應用到這些建筑并不是盲目的，因為這些建筑對于生活污水處理工藝要求十分嚴格，一方面要滿足設備、工藝等方面的要求；另一方面處理得到的水質要求無異味，且要求降低污泥量，而超濾分離技術可以有效滿足上述各方面要求。
2.3電滲析工藝應用
電滲析技術在進行生活污水處理時，主要的處理對象是污水中的木質素，該物質一般存在于造紙工業(yè)廢水當中，屬于大分子物質，膠體性、螯合性一般較高，處理難度較大。而生活中的木質素主要來源于人們所使用的紙制品，比如衛(wèi)生間所用的手紙會隨著洗浴用水排放到生活污水當中，一旦對這類生活污水處理不到位，還會導致自然水資源受到嚴重污染。而電滲析技術可以有效處理這類廢水，深度去除生活污水當中的木質素，原理是通過外加電場讓木質素通過陽膜，實現(xiàn)木質素分離和去除的效果。
2.4微孔過濾工藝應用
該工藝技術在實際進行生活污水處理時，比較常用到的材料是微孔陶瓷，其作為一種無機非金屬材料，比較重要的特性就是孔徑較小，一般在0.5µ～450µm之間，因為孔徑較小，所以分離和處理生活污水的效果更加顯著，通常適用于生活飲用水處理領域。一般來說，微孔陶瓷的分離原理是吸附、表層過濾和深層過濾相結合，一方面可以將污水中的雜質和膠體進行分離處理；另一方面由于孔徑極小，還可以攔截水體污染物當中的病毒和病菌，使得處理后的水體可以直接飲用，不會對人體健康造成影響。此外，微孔過濾工藝還具有較強的耐腐蝕性，而且微孔陶瓷沒有二次污染的問題，所以環(huán)保性更高，同時工藝方法的使用壽命得到大幅度延長，有效降低了成本投入。
3結語
膜法水處理作為環(huán)保型工藝技術，通過應用反滲透技術、超濾技術、電滲析技術以及微孔過濾技術，可以實現(xiàn)生活污水的深度處理和凈化，實現(xiàn)進化水質的效果，也極大的降低了成本投入，并且緩解了水資源嚴重污染的狀況和問題。
參考文獻
[1]孫霞,羊智成,王龍勝,等.中水作為水源的超臨界電廠水處理的工程實踐[J].山東化工,2020,49(11):258-259+265.
作者：謝文娟 單位：國網(wǎng)能源哈密煤電有限公司大南湖一礦
