全膜法水處理工藝技術及其應用研究

王思學

（國能榆林化工有限公司，陜西 榆林 719000）

隨著可持續發展理念的深化，我國越來越注重環境保護工作，其中水體環境作為對群眾會產生直觀影響的重要因素，更是技術人員重點研究的對象，對此研發了很多針對性的防治手段，例如全膜法水處理工藝技術，利用其技術處理后的水質高于普通工藝且水資源產量相對穩定，可以使相關產業節省大量的成本。但考慮到全膜法水處理技術需要使用半透膜來進行過濾，且工藝的落實需要多種儀器設備輔助完成，故而相關人員必須根據工藝特性以及技術要求做出實時調整，以助力相關行業的轉型發展。

1 全膜法水處理技術內部的工藝概述

對于全膜法水處理工藝而言，其核心工藝為膜液體分離技術，其會通過微濾、超濾、納濾以及反滲透等四種工藝來區分液體分離精度，針對不同行業的工作需求，可以選用適當的方法降低技術成本的同時，達到預期水源處理效果。另外，其還會借助EDI 系統，完成各個功能模塊的組裝聯動，實現有效的水源處理，具體工藝內容如下：

1.1 反滲析工藝

所謂反滲析工藝，是迄今為止技術手段干預水處理技術中最先進的一種膜分離技術，其可以根據現有水源的成分來進行調整，避免鹽類快速溶解，從分子角度來對水源中的有機物進行調控，甚至膜分離技術的精確度可以到達分子級別，由此過濾所得的水源為純水，水質極高，幾乎不摻雜任何雜質成分。但其工藝的落實需要借助一種特殊的半透膜，該半透膜在專業角度也被稱之為反滲透膜，是利用特殊的加工技藝并配備專用材料所制的一種高效過濾物質，在水中可以讓特定成分順利通過，其他成分會被阻攔在膜外，也正是借助其精細到分子級別的區分標準，才能夠確保水分子以外的其他成分都能被有效過濾，以此來實現水源凈化和濃縮等功能[1]?；诖?，我國現階段大部分化工企業都已經將反滲透技術作為水源處理的第一道工序，并在后續的技術發展過程中融入了更多衍生系統或離子交換系統，時至今日，現有的水源凈化能力極強，幾乎可以對所有雜質進行有效去除，解決了化工廢物排放會對環境造成污染的現狀[2]。

1.2 超濾工藝

超濾工藝是基于傳統過濾工藝演變出的一種衍生體系，其借助現代技術的優勢，可以將篩選精度進一步縮小，甚至可以達到分子級別，再進行篩孔分離，可以將水源內部的雜質有效去除，保障水源質量。市面上最常使用的超濾工藝分為外壓和內壓兩種，其工作原理大致相同，都是外界施加壓力的條件下，促使濾液中的溶質分子和水進行有效融合，當其通過過濾膜時會因為壓強的變化而將雜質留在膜內，純凈的水源會透過過濾膜到達低壓區，但其過濾精確度無法和反滲析工藝比擬，因此超濾工藝大多是用于去除水中的固體雜質和懸浮膠狀物等，部分情況下，還能對有機物和真菌等雜質進行有效去除，和傳統過濾體系相比，其具有更多樣的過濾性能，且成本提升性能適中，和傳統工藝相比優勢非常明顯，即：

1.水質高于傳統水源凈化工藝：由于超濾工藝是利用壓強來實現雜質與水源分子的分離，因此其過程中不需要添加化學制劑來作反應催化物，也不需要使用活性炭等多孔材料進行雜質吸收，因此其過濾而來的水源可確保無雜質，并且各道工藝均是在密封環境下進行，并不會接觸到外部環境，致使其污染風險有所降低[3]。

2.技術優勢明顯：傳統的水源過濾凈化體質需要借助運輸設備，并在各個節點搭載過濾容器，而水源本身成分復雜，在運輸過程中受外部環境的影響，還融入很多固體顆粒狀雜質，因此其想要達到預期水質，需要根據雜質的狀態設立不同的過濾階段，并在通過儀器設備時運用外部工藝進行干預處理，這也使得現場需要搭載大量的硬件設備并延伸管道布局，建立完善的供給網絡。在上述工作系統在運行時理想狀態下，水源中的成分不會和其他過濾階段的材質發生反應，可接觸外部環境后，若再受到溫度等客觀因素的影響，水源內部難免會出現新型物質，此時若沒有統一的處理體制，不僅需要耗費更多的土地資源，搭建更多的凈化容器，還會因為測定結果的不準確性，導致水源處理效果變差。另外，現有的超濾工藝，其可以借助物聯網等技術手段，實現自動化控制，無論是儀器設備的運行，還是后續的工作模式建立，有關人員皆可快速實現自動化控制，規避客觀因素和人為因素的影響[4]。

1.3 EDI 技術工藝

EDI 技術是基于上兩種工藝所形成的一種復合型結構，其會根據實際需求選擇合適種類的半透膜，并根據離子交換反應的需求挑選其他材料，進而形成一種復合型過濾填充設備，當水源經過初步處理，接入到EDI 技術系統中時，其工藝會根據水源的純度以及內部成分進行二次調整，將其內部的雜質進行去除。而且EDI 技術和上兩種工藝而言，其解決了反滲析系統中工業廢水頻繁排放的短板，也解決了超濾工藝中易受外部客觀因素影響，導致數據接收不準確等問題，即：

EDI 技術系統是一種由多個功能模塊組合而成的復合結構，其內部并聯組裝了許多非常精密的工作體系，且每一個性能模塊都能夠根據外部環境做出實際調整，穩定產出水源，但由于EDI 技術系統檢測系統可能會進入超負荷運行狀態，此時工作人員必須根據技術原理以及設備特點，做出有效優化，并在EDI 技術系統前設立軟化器，從而保障測定結果的準確性，上述工藝其優勢主要體現為：首先，過程中水源的酸堿度不會發生變化，即使在處理過程中接觸外部環境，也會被EDI 技術系統有效檢測，并且過程中只會偶爾產生堿根離子和氫離子，其調控難度較小，甚至利用傳統的工藝體系，都可以有效凈化，因此其工藝的落實并不會對周圍環境產生明顯影響。最后也是最重要的一點，全膜法水處理工藝中的EDI 技術系統具有更強的自動化控制優勢，其本就是基于信息化技術而建立的一種復合結構，同樣利用信息化技術也可以干擾其運行狀態，這對現有的工作體系而言是一項重要突破，工作系統可以從線下轉至線上，有效規避客觀因素的影響[5]。

2 全膜法水處理工藝技術的應用

2.1 硬件配置的改良

對于化工企業而言，其日?；瘜W反應以及化工產品的生產必須要用到水源，或是中和溶液酸堿度，或是用作熱傳遞介質，每天各項工藝的運行對水源需求量極大。但傳統的工作體系，水源需要由市政管網進行直接供應，但由于化工企業其各項工藝對周圍環境會有一定的污染性，后隨著相關法律法規的完善，所有化工企業都已經遷到郊區，因此市政管網的水源供應時常會因為跨度過大而出現不穩定的情況，致使水源易發生變質等情況。但應用全膜法水處理工藝后，其內部搭載了更多的信息化設備，其硬件配置系統得到了全面優化，即：首先，在全膜法水處理工藝的影響下，化工企業獲得水源的渠道，除市政管網供應以外，還建立了專門的水源處理機組，利用礦井的井下水和地下水源作為供給源頭，從而保障水源供應穩定。其次，現有的儀器設備除部分對瞬時能源供應效率要求較高的結構以外，大多可以使用新能源替代傳統工藝，這對行業發展來說是一項突破性的強化，符合可持續發展理念。

2.2 工藝內容優化

全膜法水處理工藝是基于傳統水處理體系所衍生出的一種復合型工作結構，具有極強的信息獲取和處理能力，能夠根據實際工作過程中的各項數據進行綜合判斷，從而積累更多的工作經驗，以進行工藝體系的優化，即：

2.2.1 超濾工藝優化

雖說超濾工藝具有極強的水源凈化能力，但其使用過程中受硬件配置及半透膜的影響，時常會出現結構斷裂或膜污染的情況，此時工作人員若未能第一時間發現，后續的水源過濾會受到影響，致使水質下降，甚至部分水源內部還會遺留污染物質，此時對水源進行重復利用時，易對職工的生命財產安全造成威脅[6]?；诖?，全膜法水處理工藝在不斷地應用和總結過程中，首先增加了變頻器和水泵，確保水源的供給頻率以及水流速可以得到有效控制，工作人員借助信息傳感設備，還可以將各個時間段的系統運行數據上傳到主控設備中，從而形成階段性的工作日志，結合部門工作指標的變化情況，制定后續工作方案，并下發到各個部門管理者的手中，確保各部門調整具有足夠的聯動性，工藝落實效率可得到有效提升。其次，全膜水處理工藝作為一項新型復合式工藝，其內部的硬件配置和工作方法都在隨著科學技術的發展而不斷推陳出新，超濾工作系統也會在此環境的影響下使用更高性能的膜元件，從而控制運行周期，防止出現污染問題，確保表面更加清潔。

2.2.2 反滲透系統的優化

對于反滲透系統來說，其薄膜在運行過程中當離子狀態和分子結構出現異常狀況時，不僅水源處理效果會受到影響，后續的節能以及水流管控體制也會因為系統的異常運行而出現故障，此時半透膜不僅無法具有應有的過濾能力，甚至會因為異常工作參數導致整個結構出現核心崩塌的情況，此時設備運行將失去秩序，受外部環境的影響，水源甚至會進一步被污染。但全膜法水處理工藝可以根據水質等條件，選擇科學合理的設計方案，并根據當前水質的成分變化來調整復合膜結構，適當對粗糙度進行調整，從而提升其親水性能，改變水源運輸渠道，從而降低污染出現的可能性。

2.2.3 EDI 系統

由于EDI 系統其運行的初衷是要提高水質，提升凈化效果，因此結合全膜法水處理工藝有異曲同工之妙，二者可以有效融合，進一步提升工作效率。基于此，首先，由于水源中的二氧化碳會影響出水效率以及后續水源凈化的品質，因此可以在EDI 系統的監督下加入堿，從而降低二氧化碳含量，并根據系統測定的數值判斷現有成分中是否生成了其他的污染物質。但經過多年實驗驗證后發現，上述工藝并不會產生其他污染物，反而可以有效提升水源凈化效率。其次，工作人員需針對各個功能模塊進行工作模式改良，根據實際需求，適當采用單組模塊運行和聯動運行等多種模式，合理去除水中的雜質成分，并通過改變系統運行架構來適當減少成本，保障系統的穩定運行。

2.2.4 水源凈化體質的完善

雖說化工企業早在多年以前便意識到水體環境治理和水源凈化的重要性，并針對性地建立了技術架構和硬件系統，但受技術制約和外部環境的影響，各工作系統的落實效果始終不盡如人意，大多體現為凈化效果不理想或工作耗費的成本過高。但全膜法水處理技術應用后，工作人員可以規避傳統體系的風險問題，外部客觀因素也不會再對水源凈化工藝產生影響，且現有的工作系統也能夠隨著硬件配置的推陳出新而做出有效優化，即使應對未來復雜的工作需求，仍能具有調整空間，這也使得化工企業的發展具有更妥善的保障，其作用不可小覷[7]。

3 結語

綜上所述，在我們社會經濟快速發展的背景下，各行業開始陸續步入快速發展期，工作效率顯著提升，內部儀器設備也具有更強的自動化和智能化特點，但很多工藝卻對周圍環境造成了污染，尤其是水體環境現已成為我國環境治理中的重點難題，某些地區因工藝影響水源污染問題，已經開始威脅群眾的生命財產安全。對此，有關部門開始針對性地加大環境治理力度，同時各化工企業也開始針對自身工藝特點做出實質性調整，建立水源凈化體制，其中全膜法水處理技術便是具有代表性的一項，但由于其應用難度較大，涉及的工藝技術種類繁多，故而企業職工需不斷積累經驗，根據實際需求做出有效調整，以促使企業迎合可持續發展理念的要求，快速實現轉型發展。