膜处理技术在新水处理站扩建工程中的应用分析

李彦春

（森森环保工程有限公司广东东莞523112）

膜处理技术在新水处理站扩建工程中的应用分析

李彦春

（森森环保工程有限公司广东东莞523112）

膜处理技术作为一种新型生物处理技术，近年来在水处理站得到了广泛的应用。新水处理站在实施扩建的过程中，膜处理技术也将发挥重要的作用，文章对膜处理技术的特定进行分析，探讨了膜处理技术在新水处理站扩建工程中的应用方式。

膜处理技术；新水处理站；扩建工程

膜处理技术的应用主要是为了除去水中的盐分，但随着科学技术的不断发展，目前该技术已经开始应用于纯水的制造和水的深度处理。膜分离技术是一种利用膜的透过性将水中的离子和杂质进行分离的技术。当前，膜处理技术主要应用于超纯水的提取和纯水的制备，解决了传统工艺所面临的诸多问题。膜处理技术在水处理站中也得到了广泛的应用，为水处理工业贡献了很大的力量。随着水需求量的不断增加，水处理站也面临着扩建等问题，如何在水处理站扩建工程中运用膜处理技术，成为水处理人员所要思考的关键问题。

1 膜处理技术的特点

1.1 膜处理技术的应用原理

膜处理技术是一种结合了生物处理技术和膜分离技术的新型水处理方式，该种技术能够利用分离设备将水中的大分子物质和活性污泥加以阻拦，减少过滤的步骤。利用反应器可以完成对污泥停留时间的控制，难降解的大分子物质也会不断的完成反应。当前，膜处理技术在工业领域和污水净化领域已经成为一种不可缺少的重要技术，具有十分广阔的发展前景。

1.2 膜处理技术的优点

在膜处理技术的应用中，膜组件代替了传统的二沉池，这就使固液分离能够更加高效的进行。同时膜处理技术也克服了传统工艺中水质稳定度差、污泥易膨胀等问题，提高了污水处理的效率。污水处理技术的有点可以从以下几个方面体现出来：（1）该技术能够高效的完成固液分离，保证了水质的稳定，应用该技术处理的水质能够达到国家A级排放标准的要求。（2）该技术能够实现再生水的回收，为实现可持续性发展创造了条件。（3）该技术能够降解工业废水中的有机物，克服了传统工艺的局限性。（4）该技术所应用的生物反应器能够保证微生物的浓度，且容积的负荷较高，实现了对空间的合理利用。（5）该技术能够保证微生物的生长繁殖，提高了系统的有效作用率。

2 膜处理技术在新水处理站扩建工程中的应用

2.1 技术运用

新水处理站扩建工程中，可运用超滤技术和一级反渗透技术来生产脱盐水，再应用二级反渗透技术将脱盐水净化为除盐水，除盐水在经EDI处理后可成为精除盐水。这就形成了一种“超滤+EDI+反渗透”的膜处理技术。其基本流程为：一次水过滤-换热器-过滤器-超滤膜-加压泵-保安过滤器-高压泵-一级反渗透装置-脱盐装置-加压泵-保安过滤器-高压泵-二级反渗透装置-除盐装置-加压泵-EDI装置-精除盐装置-水泵-供水点。

2.2 工程设计

以黄河为例，由于黄河水源在每年的1～3月时水质较为浑浊，CODMn、色度、温度均较低，水质具有明显的低温低浊特征。在4～7月期间，黄河迎来了枯水期，在这一阶段水质的CODMn、色度、温度均较高，水处理的难度也相对较大。在8～10月时黄河迎来了枯水期，在这一阶段水质的浑浊度较高，但CODMn、色度均较低，这一阶段的水质属于高浊水。在12月时，水质的浑浊度和温度均较低，但CODMn相对较高，这一阶段水的处理难度较大。在以往的水处理工作中，多使用活性炭来对污水进行处理，但由于活性炭的吸附力度较小，很容易出现饱和，往往达不到水处理的客观要求，经活性炭处理后，很容易出现CODMn超标的现象。在黄河水处于低温时期时，其对反渗透膜和超滤膜的出水量会有一定的影响。当水中的钠离子浓度达到150mg/L～314mg/L，氯离子的浓度达到100mg/L～290mg/L时，使用反渗透膜进行过滤很容易造成钠钾离子的泄露，电导率难以得到保证。研究显示，在超滤膜系统中加入板式换热器能够起到加热低温水的作用，保证了超滤膜的出水量，解决了CODMn超标的问题。在提取精制盐的过程中加入EDI系统能够使氯离子的含量保持在正常的范围。

2.3 超滤膜取代活性炭

将活性炭应用于水处理的过程中虽然能够起到一定的过滤效果，但随着系统运行时间的不断延长，活性炭的过滤作用会受到很大的抑制，其自身也会成为主要的污染源。因此必须要建立反渗透膜预处理系统，以此来取代活性炭的应用。超滤膜的应用能够使预处理水达到反渗透膜的要求，为水的进一步过滤提供了必要的条件。在系统运行过程中，要对其进行短期清洗和长期清洗，在系统运行一段时间后要对其进行短期清洗工作，保证膜的透过性。在系统运行4个月后，要对其进行长期清洗，此次清洗为化学清洗，去除水中的胶体、细菌和有机物，保证出水的SDI在4以内，保证浊度在0.3NTU以内。超滤膜工艺具有如下优势，（1）该技术能够有效去除大分子的有机物，解决了普通过滤工艺所面临的重大问题。（2）黄河水的水质具有很大的稳定性，出水可保持在CODMn＜1.5mg/L，SDI＜4的范围内，减少了反渗透装置发生堵塞的次数，在系统运行4个月后对其实施清洗即可。这也是反渗透膜的应用时间得以延长，降低了工程的投资。（3）反渗透技术具有经济环保的特点，能够将水中的助凝剂、絮凝剂等有害物质彻底清除。（4）超滤膜具有良好的稳定性和抗菌能力，相对于其它的处理工艺能够发挥出更大的作用。

2.4 两级反渗透技术

在水处理过程中，采用两级反渗透技术如图1，即一级、二级并用的反渗透技术。在具体应用中，可将一段与二段按照10:5的比例进行排列。具体做法为选用一级反渗透装置4套，装置的产水量要达到70m3/h，回收率要达到75%，脱盐率要达到97%以上。选用二级反渗透装置2套，装置的单套产水量要达到70t/h，回收率要达到85%，脱盐率要达到97%。

图1 反渗透技术

2.5 EDI取代混床

在除盐的过程中，要使用一级除盐加混床的方式来进行。研究表明，这种工艺具有出水优良、水质稳定、交换终点明确、出水电导率上升较快等特点，能够保证失效的监控。但该种技术也有其自身的缺点，其缺点为再生剂的运用量大、树脂层的利用率较低、树脂易遭到破坏、树脂补充量较大，树脂再生的过程十分复杂，在树脂再生的过程中要现将阴阳树脂进行分离，再分别对两种树脂清洗和再生，所需时间较长。目前，混床技术的应用已经相对成熟，但由于其应用成本相对较高，维护工作较为复杂，在实际应用中还面临着很多的困难。对于本次研究来说，精除盐水要达到氯离子浓度小于0.1mg/L的标准，出水量要达到7t/h的标准，如果将混床技术应用于精除盐水的处理中，不仅需要多台设备，还需要大量的再生酸和碱中和设备来作为技术的支撑，投资过大，可见在实际操作中应用这种技术并不合理。

在水的精除盐处理中，可使用EDI取代混床。EDI电渗析、电化学再生和离子交换的结合体，在的精除盐处理中能够发挥极大的作用。在EDI完成水处理的过程中，由电极极化所产生的氢离子和氢氧离子能够与离子能交换剂一同完成连续再生，减少了酸碱化学单独再生的操作。在此过程中，只需要使用加压泵将经过除盐处理的水打入到EDI模块中即可，浓度过高的水还可被回收再利用，大大降低的制水成本。在具体设计中，可使用两套EDI，单套的出水量要达到7.5m3/L，回收率要达到90%以上。

2.6 经济效益分析

从技术的选择上来看，膜处理技术、EDI技术、离子交换技术的应用为工程的建设节省了大量的资金，这些技术具有占地空间小、运行成本少等特点，将技术运用于水处理的工作中，大大降低了工作的复杂性，提高了水处理的效率。由于膜处理技术能够起到全面过滤水中杂质的作用，降低了水质受到二次污染的概率。由于黄河水质的特点，至技术实施过程中无需对系统进行过于频繁的清理，降低了成本的投入，增加了经济效益。

从水处理站的建设上来说，水站的规模一般较大，所需的设备较多，膜处理技术的应用即减少了单个设备的投入，也减少了工程的总投入，且水站的规模越大，其节省的资金越多，获得的效益也就越多。

从技术的发展上来看，近年来，膜处理技术被广泛的应用于工业生产和污水的处理中，应用的范围也在不断的扩大，新的技术不断的笨哦研发出来，为水处理工作的进行带来了崭新的发展空间。新技术的研发不仅是为了提升工作的效率，也是为了在最大程度上节约运行的成本。在未来几年中，膜技术和膜处理技术都将得到更好的发展，使水处理工作能够更好的开展。

3 结语

膜处理技术作为一种新型水处理方式，能够利用分离设备将水中的大分子物质和活性污泥加以阻拦，减少过滤的步骤。当前，膜处理技术在工业领域和污水净化领域已经成为一种不可缺少的重要技术。在具体应用中，可以采用“超滤+EDI+反渗透”的膜处理技术对污水进行处理。运用超滤膜取代活性炭、实施两级反渗透技术、EDI取代混床，使膜工艺能够在污水处理工作中发挥更大的作用。应用膜技术不仅能够减少资金的投入，也能提升处理的效率。可以说该技术的应用为水处理工作提供了更大的空间。

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李彦春（1984—），内蒙古赤峰市人，湘潭大学，中级职称，从事环保工程工作。