王淼

萊西市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局洙河污水處理廠 山東青島 266600

1 膜法水處理技術(shù)概述

1.1 膜法水處理技術(shù)原理

在膜法處理技術(shù)的應(yīng)用中，膜屬于最基礎(chǔ)的部分，膜指的是流體間存在的薄凝聚物質(zhì)，在應(yīng)用膜的基礎(chǔ)上可以使流體被分隔成為兩部分，且在兩部分物質(zhì)間能夠使傳質(zhì)作用得到發(fā)揮。一般情況下，膜的存在形式有兩種，固態(tài)和液態(tài)，且其具有半滲透性和滲透性的特點。根據(jù)調(diào)查顯示，膜具有兩個明顯的特點，第一，有膜的存在就必然會有兩個界面，膜通過界面分別和流體進行接觸；第二，選擇透過性，選擇透過性膜是具有活性的生物膜，它對物質(zhì)的通過具有半透膜的物理性質(zhì)，具有主動選擇性。膜法水處理技術(shù)主要通過膜的這兩個特點實現(xiàn)溶液的濃縮和分離[1]。

1.2 超濾（UF）技術(shù)

超濾技術(shù)是一種能夠?qū)⒁后w內(nèi)部分子進行過濾、濃縮的分離技術(shù)，其分離密度介于微濾（MF）與納濾（NF）之間。超濾膜技術(shù)原理是指液體在壓力的作用下，液體中的低分子溶質(zhì)通過濾膜上空隙達到濾膜另一側(cè)的過程，使高分子溶質(zhì)和水中雜質(zhì)以及其它物質(zhì)被截留在濾膜上，從而實現(xiàn)液體過濾分離以達到液體的凈化效果。超濾膜技術(shù)是本質(zhì)液體在濾膜上做橫向流動，并按照拉力與分子量的大小來選擇性過濾的過程，一些過濾后無法穿過濾膜的大分子物質(zhì)通過超濾膜技術(shù)的濃縮作用后將會慢慢排放到排放液中，這使我們可以對排放液再次處理以實現(xiàn)水資源再利用的目的。

1.3 反滲透（RO）技術(shù)

反滲透技術(shù)又稱作逆滲透技術(shù)，它通過液體內(nèi)部的壓力差作用實現(xiàn)溶液、溶劑分離的膜分離技術(shù)，我們通過對膜的一側(cè)施加壓力，當(dāng)壓力超過溶液的滲透壓時，溶劑就會逆著自然流動的方向做反向滲透，在膜的低壓側(cè)得到滲透液，而在高壓側(cè)得到濃縮液。反滲透技術(shù)在20世紀50年代才被深入研究，在實驗過程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)可以通過膜的孔徑對廢水進行滲透，從而得到純凈水，滲透實驗過程中，廢水液面明顯上升，但卻不會一直上升，直到出現(xiàn)固定的液面差。在此過程中，由純凈水向廢水滲透叫做正滲透，通過向廢水施壓實現(xiàn)滲透的工程叫做反滲透，滲透率一般在0.1-2.5m3/m3d，由于反滲透膜膜的孔徑僅為0.0001μm，遠遠小于細菌和病毒的體積，只有水分子和部分對人身體有益的礦物質(zhì)元素被允許通過，對人身體有害的重金屬雜質(zhì)將會被排出，因此反滲透膜又被稱為人體外高科技腎臟[2]。

2 膜法水處理技術(shù)應(yīng)用探究

2.1 實驗方法與裝置

本實驗于污水處理廠內(nèi)進行，通過以污水處理廠二級處理出水為原水，首先經(jīng)過微濾或者超濾處理，再進行反滲透或者納濾處理，從而組成四種水處理工藝，并對最終出水水質(zhì)進行檢測分析。微濾裝置可以和超濾裝置共同使用，其共用一套裝置，微濾需要氣水反沖洗需要空氣壓縮機，超濾只需用水沖洗即可。主要系統(tǒng)包括：計量箱、計量泵、增壓泵、過濾器、產(chǎn)水箱、反洗泵、反沖洗藥劑自動添加系統(tǒng)等。納濾裝置和反滲透裝置共用一套裝置，同時為提高產(chǎn)水率，納濾和反滲透各使用三個膜元件，其中兩只膜元件用于過濾原水，另一只膜元件過濾前兩只膜元件后的水，并保持串聯(lián)。主要系統(tǒng)包括：計量箱、計量泵、增壓泵、高壓泵等。

2.2 結(jié)果分析

我們首先通過重鉻酸鉀法對出水COD進行檢測對比，通過檢測發(fā)現(xiàn)微濾/反滲透和超濾/納濾技術(shù)對COD的去除效果相同，COD的去除率約為17.8%，而微濾/反滲透和超濾/反滲透對COD的去除率約為20%和38.3%，可以看出在COD的檢測過程中，微濾/反滲透和超濾/納濾對COD去除效果要超過微濾/納濾和超濾/反滲透；我們采用水樣稀釋的方法來對出水BOD5進行檢測對比，通過檢測發(fā)現(xiàn)微濾/反滲透和超濾/納濾技術(shù)對BOD5的去除效果相同，僅為12.5%，而微濾/反滲透和超濾/反滲透對BOD5的去除效果分別約為50.6%和55.8%，同樣微濾/反滲透和超濾/反滲透BOD5的去除效果要超過微濾/反滲透和超濾/納濾；我們通過重量法對出水SS進行檢測，結(jié)果與COD和BOD5結(jié)果一致。主要原因包括：①用微濾作為與處理工藝，可以保證接下來的反滲透技術(shù)運行更加穩(wěn)定，過濾壓差變化較小，使得反滲透工藝技術(shù)充分發(fā)揮作用，從而保證了出水水質(zhì)；②通過超濾技術(shù)作為預(yù)處理可以提升納濾的膜通量，延長納濾膜的使用周期和沖洗周期，從而保證出水水質(zhì)。

2.3 電耗分析

運行費用主要包括電費、保安過濾器棉芯費用、膜清洗藥劑費用，相對于電費后兩者費用大可以忽略不計，在此前提下運行費即是用電消耗費用。

2.4 實驗結(jié)論

（1）當(dāng)二級出水優(yōu)先考慮去除COD、BOD5、SS時，可以采用微濾/反滲透或者超濾/納濾膜組合工藝；（2）通過檢測可知四種膜組合工藝對于TP的去除效果均較為理想，能達到90%以上；（3）當(dāng)使用超濾膜為第一組件時，會有好高的產(chǎn)水率。綜上所述，結(jié)合云南當(dāng)?shù)貙嶋H情況，超濾/納濾膜組合工藝更加適合該污水處理廠。

3 結(jié)語

我們通過對膜法水處理技術(shù)原理進行概述，并通過實例著重分析膜法水處理技術(shù)對生活污水深度處理的應(yīng)用探究，可知在不同情況下膜法水處理技術(shù)應(yīng)用也各不相同，需要我們技術(shù)人員合理、靈活的應(yīng)用。膜法水處理技術(shù)能夠有效去除污染物、凈化水資源，提高生活污水的處理質(zhì)量，因此對于緩解水資源缺乏、保護環(huán)境有著重要意義[3]。