膜處理技術在污水處理中的應用

李 芳

（南京公用水務有限公司，南京 210000）

近年來，城市人口不斷增多，這既為城市的發展帶來機遇，又為城市管理和發展帶來一定壓力。尤其是污水處理，需要得到重視。膜處理技術為污水處理做出巨大貢獻，雖然我國研究了該技術的具體應用，但是其在應用過程中仍存在一定問題，使得市政污水處理效果受到一定影響。

1 膜處理技術概念及原理

1.1 概念

膜處理技術是一類技術的總稱，其具備巨大潛力，具有較強的實用性。近幾年，這項技術逐漸在世界范圍內得到廣泛關注和應用。膜處理技術包括滲透、納濾、超濾、微濾以及電除鹽等技術，在應用這些技術時，人們不需要添加酸、堿，操作十分方便，出水水質較好，技術性能較為穩定。其核心是一種存在選擇性半透性質的薄膜，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，實現純化和分離等目的。這種膜的應用，促使和水處理相關的反滲透、微濾、超濾、納濾和電除鹽等技術處理目的得以實現。當下，在我國北方和南方沿海地帶，膜處理技術得到廣泛應用，這不僅有助于解決缺水問題，還可以為電廠節約大量成本。

1.2 原理

膜處理技術應用過篩的方式，分離混合物中的物質，而這些混合物的質量、體積、形態等均存在不同之處，薄膜正是利用這一特征，實現分離工作[1]。由于溶解的速度存在差異，混合物中不同化學成分可以被分解。和傳統的分離技術相比，膜處理技術設備的體積較小，結構簡單，操作方便。膜處理技術能夠分離分子量中成百上千的物質，能夠在常溫條件下操作，防止出現“相”的改變，具有環保節能和低成本、低能耗的優勢。

2 膜處理技術在污水處理中的應用

2.1 普通污水的處理

膜處理技術和生物處理技術存在較大的差異，對溫度等條件有嚴格的要求。在污水處理中，該技術具有較大的潛力。膜處理技術的應用價值主要體現在污水處理和中水回用上，近幾年在世界范圍內有不少成功的案例。

2.2 含油污水的處理

石油開采可能會產生大量污水，這些污水的含油量可達100～1 000 mg/L。人們需要對其進行科學合理的處理，但是其處理成本較高，處理效率較低，目前難以實現預期效果。研究發現，UF和MF的中空纖維是一種膜處理介質，使用中空纖維UF對含油污水進行處理，可以有效降低污水中的油含量。但是，這種中空纖維UF處理效率較低，水質不穩定，膜本身易被污染。

2.3 印染污水的處理

紡織以及印染工廠排出的污水含有較高的鹽分，其化學需氧量和色度較高，所以人們不能使用生物化學方式處理這類污水。使用傳統處理工藝以及活性污泥方式、沉降方式，很難將水質處理到可排放標準。即便使用膜處理技術中的超濾技術，也很難將小分子污染物去除。因此，技術人員應首先使用活性污泥等生物降解方式，然后再使用納濾技術。這樣可以使處理后的印染污水達到回用水質標準，其水質各方面指標和地下水指標相近。這種處理方式可以實現80%～90%的污水回收利用。

2.4 飲用水的處理

自來水廠一般采用絮凝沉淀、過濾和加濾等方式處理進水，處理后，水質可以達到飲用水標準，但是自來水在長期運輸中容易滋生細菌和病毒，當水管被銹蝕后，鐵銹還會進入自來水中[2]。自來水當中添加氯，其自身就有可能會轉化成鹵乙酸等致畸物質。在這種情況下，技術人員一定要對其進行科學處理。凈水器中存在纖維棉、活性炭等基本水處理介質，同時也有陶瓷膜、纖維膜、離子交換樹脂和殺菌裝置等，可以有效去除飲用水中的污染物和細菌病毒等。例如，自來水廠可以使用PVDF濾膜制作的凈水器，這種凈水器具有較為穩定的凈水性能，使用壽命較長，處理效率較高，能夠有效處理污染物和水中異味。

3 案例分析

某污水處理廠由當地建設局組織建設而成，該廠采用膜處理技術處理污水。該污水處理廠的建設規模為2.0萬t/d，其設計出水已經達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》。2015年，該污水處理廠采用膜處理技術對某電廠污水進行處理，該電廠原水水質各項指標如表1所示。

表1 原水水質各項指標

該污水處理廠使用膜處理技術，將活性污泥法和生物膜法進行有機結合，同時使用較為獨特的構筑結構，促使載體和污泥當中微生物的循環更加方便，將其體積控制在20%～30%，利用直徑5～10 mm的廢輪胎顆粒，對其進行填充，這一載體的比面積要比國內常規載體比面積大，其彈性較高，具有較強的耐磨性以及化學穩定性。因為其密度較小，所以流動床消耗的能量不高。在相應的混合液中，微生物以及生物膜微生物將污染物質共同分解，促使BOD的處理量高達4.0～20 kg/m3/d，和活性污泥處理法相比，其處理量能夠達到10倍。這一成套設備處理效率較高，并且結構相對緊湊。表2為該污水處理廠的污水設計參數。

表2 該污水處理廠污水設計參數

采用以上方式進行污水處理，所用時間較短，占地面積不大，因為在生物反應池內，混合液中的微生物污泥以及載體表面生物膜通常可以達到8 000 mg/L。其處理效率較高，結構相對緊湊，使得生物反應池的占地面積僅為傳統活性污泥法的1/8～1/4[3]。

一般而言，污水處理廠無需對污水進行預處理，可以容許進水懸浮固體濃度達到5 000 mg/L，容許濃度則可以達到50 mg/L。生物反應池內存在好氧、厭氧以及兼氧微生物，這些微生物可以分解有機物，進一步提高處理效率，同時具有較好的耐負荷沖擊性能[4]。對污水進行預處理后，人們可以使用多介質過濾器去除原有水質中的雜質，然后使用超濾裝置去除污水中的有機物雜質，保障進入反滲裝置中水的水蝕度。

4 結語

目前，膜處理技術在污水處理中得到廣泛應用，但是其在具體應用過程中仍存在一些難以解決的問題。這就需要業內人士對膜處理技術及其在不同污水處理中的應用進行深入研究，從而實現污水的有效處理。

1 吳科元，王進博.論改性PVDF膜處理技術在工業污水處理中的應用[J].山東工業技術，2017，（12）：14-15.

2 周 童，李 康.電廠污水處理中膜處理技術的應用[J].環境與發展，2017，（3）：167-169.

3 任海靜，石春力，盧 珊，等.水資源再次開發——超濾膜在市政污水處理中的應用[J].建設科技，2015，（13）：26-28.

4 吳作娟.城市生活污水處理技術相關探究[J].科技與創新，2015，（11）：157-159.