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在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中，污水處理已經(jīng)成為了比較重要的一個(gè)問題，處理效果不理想，不僅會(huì)影響各行各業(yè)的正常運(yùn)行，還可能使污染物質(zhì)在環(huán)境中積累，進(jìn)而影響社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。因此需要提升污水處理水平，減少污染物的排放。在污水處理過程中，膜技術(shù)是一個(gè)很有效的方法，能去除污水中的很多污染物質(zhì)，提高污水處理的出水效果。

1 膜技術(shù)概述

1.1 概念

膜處理技術(shù)是一類技術(shù)的總稱，其具備巨大潛力，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。近幾年，這項(xiàng)技術(shù)逐漸在 范圍內(nèi)得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。膜處理技術(shù)包括滲透、納濾、超濾、微濾以及電除鹽等技術(shù)，在應(yīng)用這些技術(shù)時(shí)，人們不需要添加酸、堿，操作十分方便，出水水質(zhì)較好，技術(shù)性能較為穩(wěn)定。其核心是一種存在選擇性半透性質(zhì)的薄膜，即反滲透膜，施加外在壓力，能夠促使水溶液中存在的水分以及一些組分選擇性透過，實(shí)現(xiàn)純化和分離等目的。這種膜的應(yīng)用，促使和水處理相關(guān)的反滲透、微濾、超濾、納濾和電除鹽等技術(shù)處理目的得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)下，在我國北方和南方沿海地帶，膜處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，這不僅有助于解決缺水問題，還可以為電廠節(jié)約大量成本。

1.2 原理

膜處理技術(shù)應(yīng)用過篩的方式，分離混合物中的物質(zhì)，而這些混合物的質(zhì)量、體積、形態(tài)等均存在不同之處，薄膜正是利用這一特征，實(shí)現(xiàn)分離工作。由于溶解的速度存在差異，混合物中不同化學(xué)成分可以被分解。和傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，膜處理技術(shù)設(shè)備的體積較小，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。膜處理技術(shù)能夠分離分子量中成百上千的物質(zhì)，能夠在常溫條件下操作，防止出現(xiàn)“相”的改變，具有環(huán)保節(jié)能和低成本、低能耗的優(yōu)勢(shì)。

1.3 特點(diǎn)

（1）空間占地小。對(duì)于膜技術(shù)在污水處理廠中的有效布置，因?yàn)槠潴w積相對(duì)比較小，不需要過多的土地空間，相關(guān)設(shè)備較為簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的靈活布置，避免了場(chǎng)地因素的限制而影響污水處理廠的建設(shè)。另外，從對(duì)周圍環(huán)境的影響來看，膜技術(shù)還表現(xiàn)出了較為理想的清潔性，不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來二次污染及產(chǎn)生其它衛(wèi)生問題。

（2）凈化能力強(qiáng)。對(duì)于膜技術(shù)在污水處理方面的實(shí)際運(yùn)用，其還能夠表現(xiàn)出較為理想的凈化水平，能夠針對(duì)污水進(jìn)行有目的地全方位凈化，如此也就能夠避免任何污染成分的遺留，尤其是對(duì)于一些較為繁雜的污水資源，其能夠通過多層過濾膜的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)各類污染物質(zhì)的徹底濾除，達(dá)到有效凈化目的，避免了后續(xù)污水排出對(duì)于周圍環(huán)境的污染。

（3）經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。結(jié)合膜技術(shù)在污水處理中的有效運(yùn)用，其在經(jīng)濟(jì)方面同樣也表現(xiàn)出了較為明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槟ぜ夹g(shù)所用設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用比較低，部分膜工藝前期投入相對(duì)較高，但其在后續(xù)長期運(yùn)行中也不需要投入過高的維修保養(yǎng)費(fèi)用，進(jìn)而也就實(shí)現(xiàn)了較為理想的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果，這也是該技術(shù)手段在污水處理中廣泛運(yùn)用的一個(gè)重要原因。

2 污水處理中膜處理技術(shù)的基本分類

2.1 微濾膜技術(shù)

該類膜技術(shù)的應(yīng)用主要就是采用微孔精密過濾手段進(jìn)行處理，促使其能夠形成較為理想的固體微?；蛘呤羌?xì)菌的過濾效果，實(shí)現(xiàn)該方面的有效凈化。該處理方法主要借助于微濾膜進(jìn)行設(shè)置，其能夠截留0.1-1微米的顆粒，進(jìn)而也就實(shí)現(xiàn)大分子物質(zhì)的過濾凈化，可以結(jié)合污水處理需求進(jìn)行初步設(shè)置。在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了充分提升微濾膜應(yīng)用效果，可與其它生化工藝聯(lián)合使用，如AO+MBR工藝、AAO+MBR工藝，能高效的去除污水中的COD、脫氮除磷效果也比較好，由于不需要設(shè)置二沉池，投資建設(shè)也有了很大降低。

2.2 超濾膜技術(shù)

對(duì)于污水的回收利用方面，超濾膜技術(shù)是一種比較常用的方法，超濾膜的凈化強(qiáng)度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于0.001-0.02微米物質(zhì)的過濾，進(jìn)而也就能夠更好提升其凈化水平。超濾膜在污水處理領(lǐng)域應(yīng)用較多的主要有平板膜及中空纖維膜兩種形式。超濾膜還具備著濃縮的效果，也能夠在實(shí)際污水凈化中得到利用。

2.3 反滲透技術(shù)

在污水處理過程中，借助于反滲透技術(shù)手段同樣也能夠表現(xiàn)出理想的作用價(jià)值，這種反滲透技術(shù)主要就是為了實(shí)現(xiàn)污水中離子以及小分子的截留，借助于水作為溶劑進(jìn)行選擇性滲透，實(shí)現(xiàn)有目的的分離凈化，截留效率比較高，在當(dāng)前很多污水處理廠回用中，超濾+反滲透工藝應(yīng)用很多，處理效果也很理想。

2.4 全膜分離技術(shù)

全膜分離技術(shù)又被稱之為三膜處理技術(shù)，使用范圍較廣，主要是應(yīng)用在電廠大型鍋爐污水處理工作中。在污水處理的過程中，通過采用全膜分離技術(shù)，與經(jīng)過陰、陽床處理的原理類似，處理的效果也相仿，不僅大大提升了整個(gè)電廠的水質(zhì)，也能夠抑制廢液的排放，防止酸堿再生現(xiàn)象的發(fā)生，從而提升了整個(gè)處理系統(tǒng)的自動(dòng)化流程，減少人力資源的浪費(fèi)，是現(xiàn)如今較為常用的電廠污水膜處理技術(shù)。

3 膜處理技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

對(duì)于不同的行業(yè)需結(jié)合具體的實(shí)際情況，分類型選擇膜處理技術(shù)對(duì)污水進(jìn)行處理，這不僅能夠有效地解決問題，在一定程度上還能延長膜處理設(shè)備的使用時(shí)間，進(jìn)一步提高膜處理技術(shù)的效率。

3.1 膜處理技術(shù)處理生活污水

作為新型處理污水的膜處理方法，其運(yùn)行方式是依據(jù)物理原理，不會(huì)對(duì)物質(zhì)成分造成任何的改變，因此經(jīng)膜處理后的生活污水可以達(dá)到專業(yè)部門所預(yù)想的中水回用效果，這也得到了國內(nèi)外一些專業(yè)人士的認(rèn)同。另外，埋設(shè)的材料不可避免地會(huì)有污水滲透液滲出，這種現(xiàn)象如果不能及時(shí)解決，長此以往小隱患就會(huì)發(fā)展成顯性問題，影響人們的生產(chǎn)和生活，同時(shí)也為市政部門的工作帶來負(fù)擔(dān)，更為嚴(yán)重的是還會(huì)影響地下水水質(zhì)和農(nóng)作物的生長，從而影響地方的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。而膜處理技術(shù)，不僅能夠解決污水滲透的問題，讓過程變得簡單易操作，還能夠進(jìn)一步提高工作效率，讓周邊居民生活在良好的環(huán)境中。

3.2 膜處理技術(shù)處理含油污水

眾所周知，一些工業(yè)（如采油業(yè)）在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含油污水。目前，我國的含油污水大都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 規(guī)定的正常排放數(shù)值范圍。這不僅讓人們生活受到影響，還會(huì)給相關(guān)部門帶來工作負(fù)擔(dān)，因此必須通過專業(yè)處理使其達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的處理技術(shù)如隔油技術(shù)、氣浮技術(shù)及生化處理技術(shù)等，由于成本較高或處理效率較低等原因，均不能達(dá)到理想的處理效果，而利用膜處理技術(shù)處理含油污水已有幾十年的成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。膜處理技術(shù)不僅具備傳統(tǒng)污水處理的效率，還能節(jié)約成本。20世紀(jì)80年代，折疊濾膜筒出現(xiàn)，其可以用于處理含油污水，具有較好的處理效果。隨著科技的不斷發(fā)展，UF和MF的中空纖維是近年來較多用于含油污水處理的膜處理介質(zhì)，能將污水的油含量降到較低水平，并控制在 排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。這些新型的含油污水處理模式主要在小規(guī)模污水區(qū)域擁有良好的處理效果，在大規(guī)模污水區(qū)域還存在一些問題，因此合理選擇處理技術(shù)非常重要。

3.3 膜處理技術(shù)處理印染廢水

一些生產(chǎn)加工印染產(chǎn)品的行業(yè)，產(chǎn)生的污水往往都帶有染料和鹽等化學(xué)物質(zhì)，難以利用傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)方法進(jìn)行處理，即使利用超濾膜技術(shù)，也不能將其中的染料完全分解和消除。針對(duì)這種特殊情況，人們可以先利用傳統(tǒng)的活性生物降解方法，然后再利用納濾的方法進(jìn)行深度處理，這樣可以使污染水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，其中90%的水都有再利用的價(jià)值。除此之外，造紙廠在日常工作期間產(chǎn)生的污水，也具有混雜物質(zhì)多、污染嚴(yán)重等特點(diǎn)，如果在處理過程中采用先降解，再用膜處理技術(shù)中的納濾方法，不但可以將污水中的色素雜質(zhì)完全清理，而且相比傳統(tǒng)技術(shù)中的電化學(xué)處理方法在工業(yè)污水處理中更見成效。

3.4 膜處理技術(shù)用于飲用水處理

一般情況下，水廠在日常運(yùn)行過程中，為了保持水質(zhì)，都采用雜質(zhì)沉淀以及向水中添加一定比例的氯方法，以達(dá)到 允許的使用狀態(tài)。眾所周知，氯元素如果經(jīng)長時(shí)間的晃動(dòng)，其性狀會(huì)發(fā)生明顯的改變，如菌類的產(chǎn)生、金屬管道受腐生銹等，從而影響良好水質(zhì)的保持。此外，添加到水中的氯元素，可能因各種原因發(fā)生化學(xué)變化而影響水質(zhì)，因此為了居民的飲用水安全，需要從專業(yè)角度對(duì)水廠水質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。目前，一些發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)用的凈水設(shè)備中多含有活性炭等優(yōu)化介質(zhì)，還有更具專業(yè)性的離子交換樹脂和殺菌設(shè)備等，從而將污水中的雜質(zhì)去除。膜處理技術(shù)，不僅讓居民優(yōu)化飲用水的過程變得簡單易行，還能夠在很大程度上提高凈水設(shè)備的使用壽命，持續(xù)、穩(wěn)定地提升飲用水質(zhì)量。

目前，我國相關(guān)部門采用的膜過濾技術(shù)已經(jīng)很好地與傳統(tǒng)技術(shù)中的活性生物降解法結(jié)合在一起，即在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上升級(jí)為二級(jí)沉降池，人們稱之為膜生物反應(yīng)器。這種技術(shù)擁有過濾和沉降兩種功能，尤其是用此技術(shù)處理的污水水質(zhì)，能夠達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水的標(biāo)準(zhǔn)。在一些難度更大的污水處理過程中，人們往往都將傳統(tǒng)方法中的過濾技術(shù)加以引用并進(jìn)行再升級(jí)，從而解決工業(yè)污水的含量超標(biāo)問題。對(duì)于經(jīng)過二次處理的污水，如果達(dá)到 允許的排放標(biāo)準(zhǔn)，就可以將其回收并且合理分配利用。例如，其可以用作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、地表補(bǔ)水等。由于我國在中水回用方面還存在諸多局限，中水往往被應(yīng)用在一些小企業(yè)以及建筑工程中，為了使其發(fā)揮更大的作用，我國相關(guān)部門必須高度重視中水回用問題。

4 案例分析

某污水處理廠由當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)局組織建設(shè)而成，該廠采用膜處理技術(shù)處理污水，該污水處理廠的建設(shè)規(guī)模為2.0萬t/d，其設(shè)計(jì)出水已經(jīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。2015年，該污水處理廠采用膜處理技術(shù)對(duì)某電廠污水進(jìn)行處理，該電廠原水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)如下表所示：

該污水處理廠使用膜處理技術(shù)，將活性污泥法和生物膜法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，同時(shí)使用較為獨(dú)特的構(gòu)筑結(jié)構(gòu)，促使載體和污泥當(dāng)中微生物的循環(huán)更加方便，將其體積控制在20%～30%，利用直徑5～10mm的廢輪胎顆粒，對(duì)其進(jìn)行填充，這一載體的比面積要比國內(nèi)常規(guī)載體比面積大，其彈性較高，具有較強(qiáng)的耐磨性以及化學(xué)穩(wěn)定性。因?yàn)槠涿芏容^小，所以流動(dòng)床消耗的能量不高。在相應(yīng)的混合液中，微生物以及生物膜微生物將污染物質(zhì)共同分解，促使BOD的處理量高達(dá)4.0～20kg/m3/d，和活性污泥處理法相比，其處理量能夠達(dá)到10倍。這一套設(shè)備處理效率較高，并且結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊。下表為該污水處理廠的污水設(shè)計(jì)參數(shù)：

采用以上方式進(jìn)行污水處理，所用時(shí)間較短，占地面積不大，因?yàn)樵谏锓磻?yīng)池內(nèi)，混合液中的微生物污泥以及載體表面生物膜通?？梢赃_(dá)到8000mg/L。其處理效率較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊，使得生物反應(yīng)池的占地面積僅為傳統(tǒng)活性污泥法的1/8～1/4。

一般而言，污水處理廠無需對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理，可以容許進(jìn)水懸浮固體濃度達(dá)到5000mg/L，容許濃度則可以達(dá)到50mg/L。生物反應(yīng)池內(nèi)存在好氧、厭氧以及兼氧微生物，這些微生物可以分解有機(jī)物，進(jìn)一步提高處理效率，同時(shí)具有較好的耐負(fù)荷沖擊性能。對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理后，人們可以使用多介質(zhì)過濾器去除原有水質(zhì)中的雜質(zhì)，然后使用超濾裝置去除污水中的有機(jī)物雜質(zhì)，保障進(jìn)入反滲裝置中水的水蝕度。

總之，對(duì)于污水處理在未來社會(huì)中的發(fā)展而言，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)于環(huán)保節(jié)能方面的關(guān)注是必不可少的重要趨勢(shì)，為了促使其能夠得到較好優(yōu)化，不僅僅要加大資金投入力度，還需要重點(diǎn)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新研究，提高污水處理自動(dòng)化水平，尤其是針對(duì)工業(yè)污水的處理，從而使人與環(huán)境和諧發(fā)展。