我國污水膜處理的新進展

摘要：污水膜處理技術以及自然高效的特點成為目前國內污水處理的主要發展方向。本文介紹了具有代表性的污水膜處理法以及新興膜處理技術，綜述了近兩年國內在研究膜處理污水過程中的一些新技術，主要包括膜組件、新型膜技術和膜清洗等。

關鍵詞：污水處理；膜生物反應器；膜清洗

中圖分類號： X703 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.01.057

隨著社會的發展，我國工農業排污、生活排污等造成的水污染問題日益嚴重。1997年我國被污染河流達到42.7%；2008年七大水系中不適合飲用水源河段接近40%；城市地下水中約50%受到污染；2015年有78%的地下水受到污染。湖泊、水庫水體富營養化程度加劇，污水處理技術隨之成為資源環保的頭等大事。

近年來我國污水處理技術取得了跨越式發展，尤其是各種膜技術在污水處理中得以應用，且成效明顯。但因一些技術問題未能得到徹底解決，例如膜易污染、膜孔易堵塞，造成應用膜技術處理各類污水的成本較高，污水處理效率低、通水量下降，膜的使用周期縮短進而增加運行成本，因此需要找尋高效并且安全的膜清洗方法，在高效恢復膜效率的同時又能將清洗過程對膜的損傷降到最低。

本文就近年國內在膜組件方面的一些研究成果進行總結，在膜組件方面的研究主要集中在傳統膜的改性和新型膜的使用及膜清洗上。

1傳統膜的改性研究

傳統膜親水性差、抗污能力弱，尤其是對含油污水處理，性能不理想。

馮群等[1]將對聚偏氟乙烯（PVDF）中的空纖維膜經納米ZrO2改性后，可明顯改善PVDF膜的親水性，提高抗污能力，改性膜在膜通量、阻力方面表現出更好的性能。王鐳等[2]用臭氧活化接枝法對聚偏氟乙烯（PVDF）膜進行丙烯酸側鏈改性，可將含油污水濃度由108 g·L-1濃縮到390 g·L-1，截留達到85%。柴儷洪等[3]發現同質增強型聚間苯二甲酰間苯二胺（PMIA）中空纖維超濾膜在處理城市生活污水過程中表現出較高的性能，對COD、NH4+-N、TP去除率達到97.78%、96.71%、49.81%，經化學清洗后的膜表面元素接近原膜。陳文娟等[4]設計了聚乙烯亞胺-聚氧乙烯-聚氧丙烯（PEI-PEO-PPO）和聚乙烯亞胺-聚氧丙烯-聚氧乙烯（PEI-PPO-PEO）改性的聚醚砜膜（PES），該膜具有良好的抗污染性能。與未改性膜相比，通量衰減率從40.8%降至31.3%；經過簡單水清洗后通量恢復率從42.3%增至99.5%。

賀敏嵐等[5]發現以聚磷腈為骨架，引入全氟磺酸基團構建陽離子交換膜，將其置于電滲析裝置中，用以處理高含氮污水，得到較好的處理結果，原因是聚磷腈具有較高的熱力學和化學穩定性。經該膜處理，廢水氨氮濃度從3955 mg·L-1降低到105 mg·L-1，下降率達到97.3%。

2新型膜技術

對比研究發現，在動態膜生物反應器（DMBR）中以尼龍網附加支撐材料（1厘米孔徑的鋼絲網）的膜組件，比單純的由不銹鋼網或尼龍網構成的膜組件，在物理清洗后具有更高的穩定通量（80-105 L·m-2·h-1）和運行持續時間（3天）[6]。

婁莉華等[7]采用靜電紡絲法制備聚丙烯腈（PAN）納米纖維膜，采用平板硫化熱黏合可有效提高納米纖維膜的強力，同時對于乳化油的截留率可達98.56%。該種新膜技術在含油污水處理上具有巨大應用潛力。將沸石應用到滴濾和滲濾技術中，郭俊元等[8]設計了沸石生物滴濾器，該污水處理器可以實現生物降解有機物和生物除磷，處理后水質達到GB18918-2002一級排放標準。該技術預計可廣泛用于農村生活污水處理。

有學者嘗試利用小顫藻、水華魚腥藻、斜生柵藻在立體彈性聚氟乙烯上構建藻類膜，對生活污水進行二級處理，結果表明，三種藻類膜均可有效去除污水中的N、P污染物，對其他有機機物也有較好的去除效果[9]。謝艷艷等[10]將不銹鋼膜、搪瓷膜直接放置于高效藻類塘系統用于城市污水處理廠尾水深度凈化，結果表明出水水質可達II類或III類標準。

膜生物反應器（MBR）的研究中，一種在自生動態膜生物反應器中增加固定化微生物小球方法正在被實踐，該法可利用微生物小球沖洗膜。此法既能提高膜通量，又能增加反應器內微生物含量，同時降低運行成本[11]。

此外，正滲透膜技術也被應用到污水處理中。正滲透膜技術是利用原料液和驅動液之間的滲透壓差，使原料液中大量的溶質被截留，不需要外加壓力，具有能耗低、分離效果好，膜污染可逆、設備簡單等優點，具有廣泛的應用前景，除在海水淡化、飲用水制備領域外，在廢水處理方面也得到應用[12]。

3 MBR膜清洗

MBR膜易污染，并且隨著污染物組成不同，MBR膜清洗劑類型和清洗方案也不同。李秀芬等[13]嘗試用先2%草酸后再用0.3%次氯酸鈉清洗處理過污水的MBR膜，得到良好的效果，膜通量和平均孔徑得到較好恢復，膜表面元素組成與新模基本一致。PVDF膜易污染，清洗成本高，盧錦杰[14]等嘗試用NaOH溶液和表面活性劑清洗處理過油輪污水的PVDF膜，結果表明，使用NaOH溶液清洗，膜通量可恢復到98.4%。

4結語

盡管國內污水技術取得了快速發展，很多新興技術的應用進一步提高了污水處理的效率和效果，但是我國每日需處理的污水量與日俱增，水污染狀況依然非常嚴峻。同時隨著新型技術的使用，例如油業、礦業等的污水組成也在發生改變，污水處理的難度加大，因此，需要社會各界投入更大的人力、物力來解決這些現實問題。

參考文獻

[1]馮群，鮑建國，謝雄，等.納米二氧化鋯改性膜生物反應器處理生活污水的試驗研究[J].環境污染與防治，2016，38（10）：67-71，78.endprint

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[3]柴儷洪，肖長發，權全，等.同質增強型PMIA中空纖維膜污染及其MBR工藝處理城市生物污水[J].化工學報，2016，67（09）：3954-3964.

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作者簡介：陳杰，本科學歷，工程師，研究方向：城市給排水管理。endprint