淺析膜法在工業污水處理中的應用

何敏，馬強

摘 要：文章闡明了膜分離的原理，介紹了基于膜分離原理產生的MBR污水處理工藝，并具體舉例3AMBR強化脫氮除磷膜生物反應器工藝，最后文章分析了影響膜運行的主要因素。

關鍵詞：膜法；MBR；污水處理

隨著我國工業企業不斷發展，企業也不得不面對日益增長的污水排放和企業可持續發展的尖銳矛盾，科學合理的減少和處理污水排放，有利于企業的可持續發展，保護生態環境，這對企業來說不僅僅是任務，更是一種社會責任。目前工業污水處理技術中，膜分離技術是最為簡單、效率最好的方式，它具有能耗低、出水水質高、脫氮除磷好、土地占用少等諸多優點，應此也是發展前景最看好的污水處理技術。

1 膜的原理及技術

人們很早就發現，一些動物膜，如膀胱、羊皮紙有分隔水溶液中某些溶解物質的作用。對透過的物質具有選擇性的薄膜稱為半透膜。近年來半透膜有很大的發展，出現很多高分子化合物制造的人造薄膜，不同薄膜有不同的選擇滲析性。并且隨著科技的發展出現很多新型的膜分離技術，很多膜都具備抗污染能力，對分散油和乳化油乃至溶解油的適應性均很強，有很強去除能力。

一般的過濾技術是使大量流體通過膜表面，將相對較少的物質截留在介質表面上，現代的技術時是將是利用分子的重量尺寸的不同而進行的把懸浮物質和可溶解性物質進行相分離的技術。由于壓力的差異而使膜系統像一個過濾篩。由于滲透力的作用使尺寸小于篩孔的物質通過，而粒徑較大的物質或者是顆粒物質而被截留下。此分離技術容易操作，不需要改變相物質，不需要添加化學試劑，并且節省能源。反滲透，超濾，微濾用膜最好是親水的，這樣可以得到較高的水通量并降低膜污染，膜材料有醋酸纖維素、芳香族聚酰胺，聚砜，聚醚砜等具有親水基 的高分子聚合物，例如PROC 10節能型抗污染卷式復合膜，可克服有機膜機械強度小，抗化學藥劑能力差的弱點，親水膜的發展非常迅速，因其水通量高，抗污染能力強，已逐漸成為含油污水處理的主要膜材。

2 MBR 工藝原理

近年來發展迅速的MBR污水處理工藝就是基于膜的原理設計產生的。膜-生物反應器（Membrane bioreactor，MBR）集生物反應器的生物降解和膜的高效分離于一體， 是膜技術和污水生物處理技術有機結合產生的新型高效污水生物處理工藝。其工作原理是利用反應器的好氧微生物降解污水中的有機污染物，同時利用反應器內的硝化細菌轉化污水中的氨氮， 以去除污水中產生的異味（污水中的異味主要由氨氮產生） ， 最后， 通過中空纖維膜進行高效的固液分離出水。

3 MBR在工業污水處理中應用舉例-3AMBR強化脫氮除磷膜生物反應器工藝

3AMBR 工業污水處理工藝是一種的高效污水處理及資源化技術，3AMBR 工藝是在傳統A2/O工藝基礎上增加前置或后置缺氧池，并與膜生物反應器（ MembraneBio-reactor，MBR）相結合的污水處理新技術，出水水質優于國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A 排放標準（GB 18918-2002）。下圖為3AMBR 工業污水處理工藝流程圖。

利用該工藝處理工業污水具有以下技術特點：1、出水水質高：優于國家一級A 排放標準，達到再生水水質標準；2、污泥濃度高：為傳統工藝的2～3 倍；3、脫氮除磷好：總氮和總磷去除率均超過80%（不外加碳源）；4、剩余污泥少：比傳統工藝減少20%～30%；5、 土地占用少：占地為傳統工藝的50%～75%；5、運行管理易：自動化、智能化程度高。

該工藝適用的領域包括：水污染嚴重，排放標準高的工程；水資源緊缺，再生水需求大的工程； 土地緊張的工程。

3AMBR 工業污水處理工藝流程圖

4 影響膜技術處理工業污水的主要因素

運用膜技術處理工業污水的技術關鍵是研究合適的操作條件，選擇正確的膜清洗方法，這對提高含油污水的處理量，保證油污染物的去除率，延長膜壽命具有十分重要的意義。

1 pH值

影響膜壽命的重要因素是膜的水解速度。而水解速度與溶液的pH值和溫度有關。當膜水解時，透水量和透鹽率將增加而產水質量將明惡化。合適的pH值和溫度是保證膜合理壽命的重要素。

2溫度

反滲透膜對溫度具有使用限制。膜組件的透水量一般是在25。C的情況下，在其它溫度下可以根據廠商資料做適當的溫度校正。適當提高進水溫度，可以降低水的粘度，提高膜的透水量

3運行壓力

運行壓力由溶液滲透壓、凈推動力和管路等的壓降組成。滲透壓與原水中的含鹽量和水的溫度成正比，與膜性能無關。凈推動力是為了使膜組件產生足夠量的產品水而需要的壓力。

4膜污染

膜污染包括：無機物結垢；金屬氧化物的污染；膠體污染；微生物污染等。膜污染將導致透水量的下降，壓降和透鹽率的提高。膜的清洗可以消除污染物，并盡量恢復初始狀態。若反滲透膜每個月需要清洗一次，則說明預處理是不合格的，需要重新考慮預處理方案。

5 結語

我國水資源短缺，而且回收利用率不高，在此現實下背景通過對污水處理的工藝研究，尤其是關于中水回用方面的研究具有很好現實意義和實用價值。膜法作為一種能夠實現污水高效處理又能實現中水回用的新型高效污水處理技術，加強這一工藝的研究，對于不斷創新MBR工藝，并使之服務于現實生產也是實現科學發展的重要選擇之一。

參考文獻

[1]吳吳，歐陽峰.中水回用MBR工藝的研究[J].污染防治技術，2008，21（4）.

[2]熊麗芳，胡兆吉，王白楊等.膜生物反應器及其發展展望[J]江西化工，2005（1）.

[3]周亞琴.MBR污水處理工藝研究[J]延安大學學報（自然科學版），2009，28（4）.