膜處理技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

李 芳

（南京公用水務(wù)有限公司，南京 210000）

近年來，城市人口不斷增多，這既為城市的發(fā)展帶來機(jī)遇，又為城市管理和發(fā)展帶來一定壓力。尤其是污水處理，需要得到重視。膜處理技術(shù)為污水處理做出巨大貢獻(xiàn)，雖然我國研究了該技術(shù)的具體應(yīng)用，但是其在應(yīng)用過程中仍存在一定問題，使得市政污水處理效果受到一定影響。

1 膜處理技術(shù)概念及原理

1.1 概念

膜處理技術(shù)是一類技術(shù)的總稱，其具備巨大潛力，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。近幾年，這項技術(shù)逐漸在世界范圍內(nèi)得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。膜處理技術(shù)包括滲透、納濾、超濾、微濾以及電除鹽等技術(shù)，在應(yīng)用這些技術(shù)時，人們不需要添加酸、堿，操作十分方便，出水水質(zhì)較好，技術(shù)性能較為穩(wěn)定。其核心是一種存在選擇性半透性質(zhì)的薄膜，即反滲透膜，施加外在壓力，能夠促使水溶液中存在的水分以及一些組分選擇性透過，實(shí)現(xiàn)純化和分離等目的。這種膜的應(yīng)用，促使和水處理相關(guān)的反滲透、微濾、超濾、納濾和電除鹽等技術(shù)處理目的得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)下，在我國北方和南方沿海地帶，膜處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，這不僅有助于解決缺水問題，還可以為電廠節(jié)約大量成本。

1.2 原理

膜處理技術(shù)應(yīng)用過篩的方式，分離混合物中的物質(zhì)，而這些混合物的質(zhì)量、體積、形態(tài)等均存在不同之處，薄膜正是利用這一特征，實(shí)現(xiàn)分離工作[1]。由于溶解的速度存在差異，混合物中不同化學(xué)成分可以被分解。和傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，膜處理技術(shù)設(shè)備的體積較小，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。膜處理技術(shù)能夠分離分子量中成百上千的物質(zhì)，能夠在常溫條件下操作，防止出現(xiàn)“相”的改變，具有環(huán)保節(jié)能和低成本、低能耗的優(yōu)勢。

2 膜處理技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

2.1 普通污水的處理

膜處理技術(shù)和生物處理技術(shù)存在較大的差異，對溫度等條件有嚴(yán)格的要求。在污水處理中，該技術(shù)具有較大的潛力。膜處理技術(shù)的應(yīng)用價值主要體現(xiàn)在污水處理和中水回用上，近幾年在世界范圍內(nèi)有不少成功的案例。

2.2 含油污水的處理

石油開采可能會產(chǎn)生大量污水，這些污水的含油量可達(dá)100～1 000 mg/L。人們需要對其進(jìn)行科學(xué)合理的處理，但是其處理成本較高，處理效率較低，目前難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。研究發(fā)現(xiàn)，UF和MF的中空纖維是一種膜處理介質(zhì)，使用中空纖維UF對含油污水進(jìn)行處理，可以有效降低污水中的油含量。但是，這種中空纖維UF處理效率較低，水質(zhì)不穩(wěn)定，膜本身易被污染。

2.3 印染污水的處理

紡織以及印染工廠排出的污水含有較高的鹽分，其化學(xué)需氧量和色度較高，所以人們不能使用生物化學(xué)方式處理這類污水。使用傳統(tǒng)處理工藝以及活性污泥方式、沉降方式，很難將水質(zhì)處理到可排放標(biāo)準(zhǔn)。即便使用膜處理技術(shù)中的超濾技術(shù)，也很難將小分子污染物去除。因此，技術(shù)人員應(yīng)首先使用活性污泥等生物降解方式，然后再使用納濾技術(shù)。這樣可以使處理后的印染污水達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其水質(zhì)各方面指標(biāo)和地下水指標(biāo)相近。這種處理方式可以實(shí)現(xiàn)80%～90%的污水回收利用。

2.4 飲用水的處理

自來水廠一般采用絮凝沉淀、過濾和加濾等方式處理進(jìn)水，處理后，水質(zhì)可以達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，但是自來水在長期運(yùn)輸中容易滋生細(xì)菌和病毒，當(dāng)水管被銹蝕后，鐵銹還會進(jìn)入自來水中[2]。自來水當(dāng)中添加氯，其自身就有可能會轉(zhuǎn)化成鹵乙酸等致畸物質(zhì)。在這種情況下，技術(shù)人員一定要對其進(jìn)行科學(xué)處理。凈水器中存在纖維棉、活性炭等基本水處理介質(zhì)，同時也有陶瓷膜、纖維膜、離子交換樹脂和殺菌裝置等，可以有效去除飲用水中的污染物和細(xì)菌病毒等。例如，自來水廠可以使用PVDF濾膜制作的凈水器，這種凈水器具有較為穩(wěn)定的凈水性能，使用壽命較長，處理效率較高，能夠有效處理污染物和水中異味。

3 案例分析

某污水處理廠由當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)局組織建設(shè)而成，該廠采用膜處理技術(shù)處理污水。該污水處理廠的建設(shè)規(guī)模為2.0萬t/d，其設(shè)計出水已經(jīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。2015年，該污水處理廠采用膜處理技術(shù)對某電廠污水進(jìn)行處理，該電廠原水水質(zhì)各項指標(biāo)如表1所示。

表1 原水水質(zhì)各項指標(biāo)

該污水處理廠使用膜處理技術(shù)，將活性污泥法和生物膜法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，同時使用較為獨(dú)特的構(gòu)筑結(jié)構(gòu)，促使載體和污泥當(dāng)中微生物的循環(huán)更加方便，將其體積控制在20%～30%，利用直徑5～10 mm的廢輪胎顆粒，對其進(jìn)行填充，這一載體的比面積要比國內(nèi)常規(guī)載體比面積大，其彈性較高，具有較強(qiáng)的耐磨性以及化學(xué)穩(wěn)定性。因?yàn)槠涿芏容^小，所以流動床消耗的能量不高。在相應(yīng)的混合液中，微生物以及生物膜微生物將污染物質(zhì)共同分解，促使BOD的處理量高達(dá)4.0～20 kg/m3/d，和活性污泥處理法相比，其處理量能夠達(dá)到10倍。這一成套設(shè)備處理效率較高，并且結(jié)構(gòu)相對緊湊。表2為該污水處理廠的污水設(shè)計參數(shù)。

表2 該污水處理廠污水設(shè)計參數(shù)

采用以上方式進(jìn)行污水處理，所用時間較短，占地面積不大，因?yàn)樵谏锓磻?yīng)池內(nèi)，混合液中的微生物污泥以及載體表面生物膜通常可以達(dá)到8 000 mg/L。其處理效率較高，結(jié)構(gòu)相對緊湊，使得生物反應(yīng)池的占地面積僅為傳統(tǒng)活性污泥法的1/8～1/4[3]。

一般而言，污水處理廠無需對污水進(jìn)行預(yù)處理，可以容許進(jìn)水懸浮固體濃度達(dá)到5 000 mg/L，容許濃度則可以達(dá)到50 mg/L。生物反應(yīng)池內(nèi)存在好氧、厭氧以及兼氧微生物，這些微生物可以分解有機(jī)物，進(jìn)一步提高處理效率，同時具有較好的耐負(fù)荷沖擊性能[4]。對污水進(jìn)行預(yù)處理后，人們可以使用多介質(zhì)過濾器去除原有水質(zhì)中的雜質(zhì)，然后使用超濾裝置去除污水中的有機(jī)物雜質(zhì)，保障進(jìn)入反滲裝置中水的水蝕度。

4 結(jié)語

目前，膜處理技術(shù)在污水處理中得到廣泛應(yīng)用，但是其在具體應(yīng)用過程中仍存在一些難以解決的問題。這就需要業(yè)內(nèi)人士對膜處理技術(shù)及其在不同污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，從而實(shí)現(xiàn)污水的有效處理。

1 吳科元，王進(jìn)博.論改性PVDF膜處理技術(shù)在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017，（12）：14-15.

2 周 童，李 康.電廠污水處理中膜處理技術(shù)的應(yīng)用[J].環(huán)境與發(fā)展，2017，（3）：167-169.

3 任海靜，石春力，盧 珊，等.水資源再次開發(fā)——超濾膜在市政污水處理中的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2015，（13）：26-28.

4 吳作娟.城市生活污水處理技術(shù)相關(guān)探究[J].科技與創(chuàng)新，2015，（11）：157-159.