膜法水處理工藝在生活污水處理中的應用

張明信 王立人 王亮

1 膜法水處理技術概述

1.1 膜處理技術的作用機理

膜法水處理技術主要依靠于“膜”的攔截功能，將流動液體隔離成為兩部分，這種薄膜往往置于流體當中，通過膜表面的微小空隙，將大分子物質攔截，使小分子物質順利通過。目前，在城市污水處理廠處理生活污水時，較為常用的膜處理技術包括超濾、微濾、納濾、反滲透、電滲析等。

1.2 超濾技術原理

超濾技術屬于納米頃薄膜分離技術，過濾介質主要以中空纖維膜絲為主，并以膜絲內外壓力差作為驅動力，進而對溶液進行凈化、分離、提純、濃縮，使溶液色度與凈化度滿足標準要求[1]。目前，超濾技術所應用的材料多為改性PVC、改性PVDF以及PES，PVC材質具有內外雙皮層結構，可以作為內外壓同時使用，而PVDF以及PES材質只適用于外壓。以處理含油污水的技術原理為例，在處理過程中，無須經過破乳工序，便可以將油和水直接分離出來，分離出的流水當中，含油量一般小于10mg/L，而濃油液的濃縮率能夠達到40%以上，而含油的濃縮液經過熱分離以及化學提純等步驟，可以直接提取出污水當中的油脂成分。

1.3 微濾技術原理

微濾技術主要以內外膜壓力差作為推動力，截留溶液中的污泥、砂礫等顆粒物或者隱孢子蟲等細菌。操作壓力通常介于0.7-7kpa之間，并借助于微濾膜處理溶液中的雜質。其分離處理效果與微濾膜的孔徑大小有著直接關聯，一般情況下，選取的微濾膜孔徑應當介于0.025чm-14чm之間。微濾膜的種類主要包括纖維酯微孔濾膜、聚偏氟乙烯濾膜、再生纖維素濾膜以及聚氯乙烯濾膜等。應用微濾技術對原水進行預處理時，可以利用添加粉末活性炭的方法來溶解流水中的有機物，使其成為固相，這樣能夠提高流水中有機物質的去除率[2]。

1.4 納濾技術原理

在應用納濾技術處理污水時，水體中的滲透物能夠溶解在納濾膜中，并在溶解作用力下呈現出梯度擴散態勢，此時，納濾膜與溶液中的電解質離子產生靜電作用，由于電負荷強度存在較大區別，因此對溶液中顆粒物的截留效果也有所差異。納濾膜對特定的溶質具有較好的脫除率，而對氯化鈉的脫除率偏低。因此，在凈化和處理污水時，只能去除三鹵甲烷中間體、農藥或者合成洗滌劑等可溶性有機物。

1.5 電滲析技術原理

電滲析技術主要借助于直流電場，利用荷電離子膜的反離子膜的反離子遷移原理分離出溶液中的帶電離子，在分離過程中主要以電位差作為推動力。使用的分離儀器稱為電滲析器，在機體內排布陰、陽離子交換膜，在直流電場作用下，陽離子可以穿透陽膜向負極運動，而陰離子穿透陰膜向正極運動，而得到滿足標準要求的淡水。

2 膜法水處理技術在生活污水處理中的實際應用

2.1 超濾技術在生活污水處理中的應用

超濾水處理技術能夠有效分離生活污水中的大分子物質，在處理過程中，這種技術無須借助于外界壓力，因此，單位時間內消耗的能源量較小，并且污水處理量相對較大，是生活污水處理工序中較為常用的一種膜法水處理技術[3]。但是，由于超濾技術所采用的設備精密度較高，無形當中就增加了維修保養成本，比如利用海綿球對運營設備的清理工作需要3個月進行一次，這就增加了維修保養成本與人工成本，而直接影響污水處理廠的經濟效益。

2.2 微濾技術在生活污水處理中的應用

微濾技術常用的材料是微孔陶瓷，這種材料屬于無機非金屬材料，微孔的孔徑一般介于0.5—450чm之間，微濾技術在生活污水處理與飲用水處理領域得到廣泛應用。在處理生活污水時，能夠有效攔截和吸附水體中的SS以及各種膠狀體，同時，將污染物自身攜帶的病菌阻止在外，處理效果較為明顯。在處理生活污水時，分子直徑大于陶瓷孔徑的物質被截留陶瓷表面，而小于孔徑的物質被吸附在陶瓷孔道內，而且處理過程不受酸性環境與堿性環境的影響，具有較強的穩定性[4]。

2.3 納濾技術在生活污水處理中的應用

納濾技術對水體當中的砷、汞、鉛等重金屬物質以及揮發性有機物與致癌物質，具有較好的去除效果。比如在處理苦咸水過程中，水體當中的污染物成分多以氯離子、硫酸根離子、鈉離子形態存在，而納濾技術采用的薄膜孔徑介于1—2nm之間，并且具有電荷，對處理水體當中游離的高價離子效果顯著。

2.4 電滲析技術在生活污水處理中的應用

因此，在處理生活污水中的木質素時，常常采用電滲析處理技術，這種技術在外加電場的作用下能夠驅使木質素快速通過單陽膜，進而對木質素進行凝聚與分離，使生活污水的濁度大幅降低。近年來，隨著電滲析處理技術的日漸純熟，許多城市污水處理廠在處理生活污水時，能夠回收大量的木質素，并對其進行再利用，這就促進了污水處理廠經濟效益的提升，對污水處理廠的健康可持續發展提供了強大的技術支撐。

3 結語

污水處理廠在對生活污水進行處理時，可以結合超濾、微濾、納濾、反滲透、電滲析技術原理與實際應用效果，合理選擇技術類型，在提高生活污水處理質量的同時，實現節能降耗、節約成本、提高經濟效益的目的。