趙彬

（國家電投阜新發(fā)電有限責(zé)任公司 遼寧阜新 123000）

膜生物反應(yīng)技術(shù)作為一種現(xiàn)代化分離技術(shù)手段，在水處理中得到了廣泛應(yīng)用，不僅有效地提高了水處理質(zhì)量和效率，此外在推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展中也發(fā)揮了重要作用。但不可否認(rèn)的是，在長時(shí)間使用過程中，PVDF超濾膜會(huì)出現(xiàn)一定的污染，在縮短膜使用壽命的同時(shí)，給企業(yè)效益也造成極為不利的影響，因此為確保系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和效率，有效解決膜污染問題，通過采用合理清洗技術(shù)和方式定期對其進(jìn)行清洗，是不斷提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的重要戰(zhàn)略基礎(chǔ)。

1 廢水處理工藝中膜生物反應(yīng)技術(shù)的基本原理

簡單來講，作為一種新型污水處理技術(shù)，以分離膜組件的配合為依托、以二沉池技術(shù)和生物處理技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合膜分離技術(shù)和生物反應(yīng)器的膜生物反應(yīng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境工程污水處理，與傳統(tǒng)單一化處理模式相比，膜生物反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用不僅具有良好的實(shí)效性和使用性，從根本上顯著地提高了污水處理效率，與此同時(shí)在增加污水轉(zhuǎn)換率、緩解當(dāng)前水資源短缺問題中也發(fā)揮了重要性作用。

膜生物反應(yīng)技術(shù)是以膜分離技術(shù)為基礎(chǔ)，通過合理化應(yīng)用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行污水處理的一種現(xiàn)代化處理技術(shù)手段，相比傳統(tǒng)污水處理技術(shù)，運(yùn)行操作平穩(wěn)、便捷，占用空間小以及可操控性強(qiáng)是這種污水處理技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)。

2 現(xiàn)階段PVDF超濾膜污染物類型及形成原因

經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，自20世紀(jì)60年代興起的PVDF超濾膜技術(shù)作為一種分離技術(shù)，初期主要用于電子和半導(dǎo)體純水分離，而后經(jīng)過不斷的探索實(shí)踐，被廣泛應(yīng)用于電力及其他工業(yè)中，并在多個(gè)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。與傳統(tǒng)超濾膜相比，PVDF超濾膜具有如下應(yīng)用優(yōu)勢——伸長率極高、不易斷絲；耐酸堿性很好、抗污染性強(qiáng)、耐化學(xué)清洗及耐高濃度的余氯溶液；全自動(dòng)化無間斷連續(xù)運(yùn)行；全密閉流程、無惡臭現(xiàn)象；操作維護(hù)簡單、化學(xué)品消耗量少、生產(chǎn)成本低；濾液質(zhì)量好且穩(wěn)定。但就目前來看，PVDF超濾膜在使用一段時(shí)間后，受諸多不可控因素的影響會(huì)出現(xiàn)污染癥狀，在縮短使用壽命的同時(shí)，工程整體效益也勢必將受到一定阻礙，據(jù)調(diào)查導(dǎo)致PVDF超濾膜出現(xiàn)污染癥狀的主要原因除了膜本身原因、膜性能損傷、水質(zhì)、膜清洗不及時(shí)以及操作不規(guī)范等因素外，污染物的存在也是引發(fā)PVDF超濾膜污染的重要原因。

2.1 化學(xué)污染

在PVDF超濾膜使用過程中，由于水中含有的大量的Ca2+、Mg2+、Ba2+等金屬陽離子以及HCO3－、CO2－、SO2－等酸性陰離子，當(dāng)離子含量達(dá)到一定程度后，就會(huì)與水中其他物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，最終形成化學(xué)垢，進(jìn)而在影響PVDF超濾膜使用壽命的同時(shí)，對于產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也造成一定影響。

2.2 顆粒和膠體污染

據(jù)調(diào)查PVDF超濾膜在使用一段時(shí)間后，表面會(huì)形成一層凝膠層，倘若工作人員未能將其及時(shí)清理亦或是忽視了凝膠層對PVDF超濾膜的影響，在影響水處理效果的同時(shí)，甚至導(dǎo)致堵塞問題的出現(xiàn)。就目前來看，天然水中由于含有SiO2雜質(zhì)，當(dāng)其附著到凝膠層后倘若未及時(shí)進(jìn)行清理，就會(huì)導(dǎo)致硅酸鹽垢的形成，再加之膜分離階段，金屬物質(zhì)濃縮、溶液pH的改變會(huì)使得屬氧化物的大量沉積，造成堵塞問題，影響PVDF超濾膜使用效率。

2.3 微生物污染

眾所周知在水中含有大量的微生物，而這類物質(zhì)常常會(huì)附著到PVDF超濾膜表面，由此在縮短PVDF超濾膜使用壽命的同時(shí)，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。與化學(xué)污染和膠體污染相比，微生物污染的污染速度較快，主要是因?yàn)槲⑸锏姆敝乘俣瓤欤送庀啾惹皟煞N污染物類型，在清洗過程中微生物污染的清洗難度相對較高。

3 廢水處理工藝中膜生物反應(yīng)技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 曝氣生物濾池技術(shù)

目前來看在環(huán)境工程污水處理中，曝氣生物濾池技術(shù)是膜生物反應(yīng)技術(shù)應(yīng)用中最常用的一種技術(shù)手段，與其他幾種處理技術(shù)相比，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不僅能有效處理洗滌劑、膠體等類型的雜質(zhì)，與此同時(shí)在降低污水處理負(fù)荷、降低生物膜導(dǎo)致的污染問題發(fā)生率以及提高污水各環(huán)節(jié)處理工作質(zhì)量等方面都具有顯著意義。

3.2 EGSB-MBR 組合技術(shù)

作為一種組合型技術(shù)手段，采用膨脹顆粒污泥床的EGSB技術(shù)和膜生物反應(yīng)技術(shù)——MBR技術(shù)就單一處理效率而言都是十分顯著地，但隨著近年來國家工業(yè)化和城市一體化建設(shè)進(jìn)程的快速化發(fā)展，環(huán)境工程作業(yè)成效受到了各界的高度關(guān)注。為顯著提高污水處理效率，降低高濃度工業(yè)有機(jī)污水中的各類有機(jī)雜質(zhì)，將兩種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，先利用EGSB反應(yīng)器取出廢水中的大部分的化學(xué)需氧量，而后在利用MBR技術(shù)對廢水有機(jī)物進(jìn)行講解處理，以此來達(dá)到預(yù)期廢水處理目的。

3.3 動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)

在當(dāng)前城鄉(xiāng)一體化建設(shè)進(jìn)程不斷加快的新市場經(jīng)濟(jì)常態(tài)下，隨著經(jīng)濟(jì)的快速化發(fā)展，將膜生物反應(yīng)技術(shù)實(shí)踐于環(huán)境工程作業(yè)中現(xiàn)已迫在眉睫，但對于某些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，為確保污水處理工作的有效落實(shí)，利用廉價(jià)的微網(wǎng)材料作為膜基質(zhì)的動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用雖然具有造價(jià)低、可形成一種可循環(huán)利用體系的優(yōu)勢外，卻也存在著易導(dǎo)致錯(cuò)流速度降低的弊端，針對上述問題基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)主管部門可通過采取更改對曝氣裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行處理。

3.4 氣浮等膜生物反應(yīng)組合技術(shù)

氣浮等膜生物反應(yīng)組合技術(shù)作為一種組合工藝，相比曝氣生物濾池技術(shù)以及動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)，在一定程度上它不僅能有效降低水中各類雜質(zhì)含量，與此同時(shí)在去除不可降解的膠體與難以溶解的物質(zhì)，緩解生物處理作業(yè)壓力等方面而言也發(fā)揮了重要性作用。除此之外經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，氣浮等膜生物反應(yīng)組合技術(shù)的最大應(yīng)用優(yōu)勢在于滿足多種作業(yè)環(huán)境的處理要求。

4 目前PVDF超濾膜清洗技術(shù)的常見類型

產(chǎn)水流量、產(chǎn)水背壓、回收率、溫度等是PVDF超濾膜水處理裝置的主要運(yùn)行參數(shù)，在PVDF超濾膜技術(shù)應(yīng)用過程中，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門可根據(jù)運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定性與否，對膜是否存在污染問題進(jìn)行判斷，即通常而言當(dāng)出現(xiàn)如下癥狀時(shí)，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門需做好清洗工作，即——產(chǎn)水流量減少、產(chǎn)水水質(zhì)降低、透鹽率增加、給水壓力增加以及系統(tǒng)各段之間壓差明顯增加。

4.1 清洗方式

目前來看，在進(jìn)行PVDF超濾膜清洗過程中，常用的清洗方式主要有兩種，即——在線清洗和離線清洗，為確保清洗的科學(xué)性、合理性和有效性，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門的工作人員，需根據(jù)實(shí)際需求采取合適的清洗方式，以確保清洗工作的有效落實(shí)。

4.1.1 在線清洗

通常而言在線清洗主要用于PVDF超濾膜污染度相對較低，即這種方式的使用主要是為了對反滲透系統(tǒng)進(jìn)行日常保養(yǎng)和維護(hù)，在操作方面具有清洗簡單、成本低廉以及作業(yè)便捷的優(yōu)勢，是目前一種較為常規(guī)的清洗方式。但與此同時(shí)不可否認(rèn)的是，受運(yùn)行設(shè)備自身的條件性制約，在線清洗方式的使用往往難以取得預(yù)期清洗目標(biāo)，效果也不甚理想。

4.1.2 離線清洗

一般來講離線清洗主要用于PVDF超濾膜污染度相對較高，具體而言，它是通過將PVDF超濾膜元件從運(yùn)行系統(tǒng)中拆下，使用專用的清洗設(shè)備進(jìn)行清洗，在操作難易度以及清洗成本方面，都相對較高，但清洗效果卻也較為顯著。相比在線清洗，離線清洗作業(yè)方式較為復(fù)雜，耗費(fèi)的時(shí)間和成本也相對較高，一般來講它只適用于對于清洗度有著嚴(yán)格要求的任務(wù)。

4.2 清洗技術(shù)

4.2.1 物理清洗

在進(jìn)行PVDF超濾膜清洗作業(yè)過程中，物理清洗是一種最常用的清洗方式，在一定程度上它不僅具有顯著的成本優(yōu)勢，此外它也能沖掉堵塞在膜孔內(nèi)的污染物和側(cè)膜表面的附著物，清洗效果也十分顯著。目前來看常用的物理清洗方式有3種——低壓高流速清洗、反壓清洗以及這兩種清洗方法聯(lián)合使用，具體來看低壓高流速清洗（低壓力下提高流速）不僅能有效地降低溶質(zhì)在膜面的附著時(shí)間，此外通過這種清洗手段還能有效地縮減料液和膜面之間的濃差，以此來延長PVDF超濾膜使用壽命；反壓清洗（在膜一側(cè)加壓后反向透過膜）的使用，則從某方面而言能切實(shí)有效地規(guī)避料液側(cè)膜溶質(zhì)的附著，以此在延長膜使用壽命的同時(shí)，取得預(yù)期作業(yè)成效。

4.2.2 化學(xué)清洗

雖然物理清洗方式的應(yīng)用具有一定的清洗效果，但在污染度較為嚴(yán)重亦或是化學(xué)垢較為厚重的情況下，物理清洗往往難以取得預(yù)期作業(yè)成效，而要想取得預(yù)期清洗目標(biāo)，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門的工作人員需采用化學(xué)清洗技術(shù)。簡單來講所謂的“化學(xué)清洗”，其實(shí)就是通過利用化學(xué)劑使其與污染物進(jìn)行反應(yīng)，分解成水溶物透過PVDF超濾膜的一種清洗技術(shù)。通過上述分析可知，化學(xué)垢的成分較為復(fù)雜，在化學(xué)清洗方式應(yīng)用過程中，為了提高清洗效果，工作人員需將酸性（去除沉積的無機(jī)鹽垢）、堿性（去除有機(jī)物和膠體污染物）兩種藥劑結(jié)合起來使用，并在嚴(yán)格按照“配置清洗液——低流量輸入清洗液——循環(huán)——浸泡——高流量水泵循環(huán)——沖洗”的流程進(jìn)行作業(yè)。

在應(yīng)用化學(xué)清洗技術(shù)時(shí)，為了提高清洗的科學(xué)性、有效性，基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)部門的工作人員需在清洗前就做好水質(zhì)調(diào)查工作，由此根據(jù)區(qū)域內(nèi)水質(zhì)差異選擇合適的清洗藥劑，以此在降低清洗成本的同時(shí)，保障清洗效果。

4.2.3 生物清洗

就目前來看，在進(jìn)行PVDF超濾膜清洗過程中，除了物理清洗和化學(xué)清洗外，生物清洗也是現(xiàn)階段部門采取的主要清洗手段，具體而言目前常用的生物清洗方式有兩種，即——使用具有生物活性的清洗劑以及將生物劑通過特殊的方法固定在膜上。通過對比可知，目前在清洗過程中，酶制劑是使用頻率最高的一種酶制劑，在有效切斷蛋白質(zhì)肽鏈的基礎(chǔ)上，還能有效地脫除污染物中含有蛋白質(zhì)的混合膜，為預(yù)期清洗目標(biāo)的達(dá)成奠定良好基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

簡而言之，PVDF超濾膜技術(shù)作為一種現(xiàn)代化分離技術(shù)手段，在水處理中得到了廣泛應(yīng)用，不僅有效地提高了水處理質(zhì)量和效率，此外在推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展中也發(fā)揮了重要作用。但不可否認(rèn)的是，在長時(shí)間使用過程中，PVDF超濾膜會(huì)出現(xiàn)一定的污染，在縮短膜使用壽命的同時(shí)，給企業(yè)效益也造成極為不利的影響，因此為確保系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和效率，有效解決膜污染問題，通過采用合理清洗技術(shù)和方式定期對其進(jìn)行清洗，是不斷提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的重要戰(zhàn)略基礎(chǔ)。