膜法水處理技術在生活污水深度處理中的應用探討

李利華 周 義 劉子發 蔣玉明 崔 勇 李 旭 岳 鵬 黃榮華 姚 凱 高 帥 趙 騰

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3.北京國環清華環境工程設計研究有限公司 北京 100084

引言

隨著國家經濟水平的快速提升,工業發展速度越來越快,各地區人口數量增速較快,同時社會大眾對生活品質的要求越來越高,生活污水總量出現逐年遞增的情況。生活污水中,污染物主要包括蛋白質、脂肪、糖類等物質,這些物質具有穩定性強、分解難度大的特點,水處理后不達標便排入地下,極易引發水體富營養化、缺氧、發臭等問題,即水體質量出現劣質化影響。膜法水處理技術屬于生物分離技術結合物理技術后的產物,可用于飲用水處理、污水深度處理方面。可有效緩解水資源短缺的問題,符合新時期發展要求,已經成為當下國內環境保護方面的主要研發技術之一。

1 膜法水處理技術

膜法水處理技術在應用中,最為基礎的部分便是膜。膜是指流體之間的薄凝聚物,借助膜的隔離作用可將流體分為兩部分,同時兩部分流體之間可借助膜達到傳質的效果。一般狀況下,膜主要是以兩種形式存在,液體形式、固體形式,實際應用中,可表現出明顯的半滲透性、滲透性特點。結合工程實踐分析,膜在應用中,表現出最為明顯的特點包括兩點：一方面,存在膜的情況下,必然會產生兩個界面,流體經由該基面可實現相互接觸；另一方面,膜在實際應用中,表現出透過性,流體內部分物質可借助膜完成穿透作用,但是其他種類的物質可能無法穿透過去。膜法處理技術應用中,便是有效利用了上述特點,從而達到分離、濃縮的目標,獲得良好應用效果。因此,當下生活污水的處理過程中,膜法水處理技術一般可取得較好應用效果,保證了生活污水的處理效果,業內相關學者在生活污水處理中,必須積極進行膜法水處理技術的全面研發。

2 膜法水處理技術在生活污水深度處理中的應用

2.1 反滲透技術在生活污染深度處理中的應用 生活污水的深度處理一般是二級處理之后方可進行,該環節中,要采用污染物去除效果更強的技術,可快速進行污水中有機物、無機物、不溶性物質分離的作用,提高出水水質效果。反滲透便是應用較多的二級處理后技術,反滲透技術應用中,可合理應用滲透壓進行污染物的分離,從而達到去除污染物的目標,在高鹽度污水處理中也具有較為廣泛的應用效果,適用于生活污水的深度處理。就歐美等地區而言,最早應用反滲透技術進行生活污水深度處理的是美國加利福尼亞州的某污水處理廠,該廠區的單日處理量為37.8m3,在去除有機物、無機物處理方面效果較好。

2.2 超濾技術在生活污水深度處理中的應用 超濾技術應用中,可快速進行大分子物質的分離,同時操作環節中不會需要外界添加較大的壓力作用,在能源消耗方面相對較小,水處理量很大,在污水深度處理中十分實用,屬于當下生活污水處理、中水回用中的關鍵技術之一。世界范圍內分析,日本是超濾技術應用最為成熟的國家,相關技術人員已經將超濾技術應用在綠化用水、空調冷卻水和馬桶沖洗水等方面,廣泛分布與循環水量在100m3/d的建筑體中,同時使得上述用水逐漸成為相關建筑物使用的必要條件。超濾技術應用中,具有占地小、自動化程度高、污泥量小的優勢,獲得了社會大眾的認可。日本竹橋合同大廈從1979年便開始應用超濾水系統,單日處理量高達300m3,具有較高的水資源回收率,可有效保證大廈的長期穩定運行,確保了商住人員的生活用水需求。對超濾設備而言,必須定期維護,保證處理效率,設備精密度越高、維護頻率越高,以日本竹橋大廈為例,大廈內相關人員需每日用海綿球進行人工清洗,且3個月便需要進行一次大清洗,人工和維護成本高。

2.3 電滲析技術在生活污水深度處理中的應用 生活污水處理中,電滲析技術的主要應用目標是木質素,傳統水處理過程中,木質素主要在造紙、制漿業的工業廢水處理中,屬于酚型網狀大分子結構,具有較強的膠體性、螯合性,但是實際生活中,紙制品的應用較多,如洗手間衛生紙等。上述紙制品容易混合進入生活污水中,處理不當極易對自然水體產生負面影響。電滲析在生活污水的深度處理中,可快速去除生活污水中的木質素,借助外加電場驅動木質素通過單陽膜,完成對木質素的凝聚、分離和回收處理,可明顯提高污水處理深度,還可進行木質素的回收利用,有效提升了污水處理環節的經濟效益。

2.4 微孔過濾技術在污水深度處理中的應用 生活污水的深度處理中,微孔過濾技術主要借助微孔陶瓷進行作業,微孔陶瓷屬于無機非金屬材料,內部含有微孔結構,孔徑一般在0.5-450μm之間,可廣泛應用于生活污水、飲用水處理方面。微孔陶瓷過濾中,主要采用吸附、表層過濾、深層過濾相結合的形式,可有效將膠體、細菌和病毒等攔截下來,過濾效果十分顯著。借助微孔陶瓷,可將粒徑大于孔徑的物質都截流在陶瓷表面區域,分子直徑小于孔徑的便可進入孔道內部,在含油廢水、化工廢水、生活污水處理中都有所應用,可有效進行生物污水的深層截留處理,具有耐酸堿、耐腐蝕和壽命長的特點,過濾效果更穩定。再者,微孔陶瓷不會產生二次污染,即使出現少量脫落,也可快速回收處理,環保效果良好。

3 結語

新時期,生活污水的處理過程中,深度處理已經成為主要研究內容,也是時代發展的必然趨勢。當下生活污水的深度處理中,膜法水處理技術應用范圍相對廣泛,可發揮重要作用,相關技術人員必須提高認知度,充分掌握各類技術在水處理中的應用效果,以期保證生活污水處理深度滿足新時期發展需求。