膜法水处理技术在生活污水深度处理中的应用分析

王淼

莱西市住房和城乡建设局洙河污水处理厂 山东青岛 266600

1 膜法水处理技术概述

1.1 膜法水处理技术原理

在膜法处理技术的应用中，膜属于最基础的部分，膜指的是流体间存在的薄凝聚物质，在应用膜的基础上可以使流体被分隔成为两部分，且在两部分物质间能够使传质作用得到发挥。一般情况下，膜的存在形式有两种，固态和液态，且其具有半渗透性和渗透性的特点。根据调查显示，膜具有两个明显的特点，第一，有膜的存在就必然会有两个界面，膜通过界面分别和流体进行接触；第二，选择透过性，选择透过性膜是具有活性的生物膜，它对物质的通过具有半透膜的物理性质，具有主动选择性。膜法水处理技术主要通过膜的这两个特点实现溶液的浓缩和分离[1]。

1.2 超滤（UF）技术

超滤技术是一种能够将液体内部分子进行过滤、浓缩的分离技术，其分离密度介于微滤（MF）与纳滤（NF）之间。超滤膜技术原理是指液体在压力的作用下，液体中的低分子溶质通过滤膜上空隙达到滤膜另一侧的过程，使高分子溶质和水中杂质以及其它物质被截留在滤膜上，从而实现液体过滤分离以达到液体的净化效果。超滤膜技术是本质液体在滤膜上做横向流动，并按照拉力与分子量的大小来选择性过滤的过程，一些过滤后无法穿过滤膜的大分子物质通过超滤膜技术的浓缩作用后将会慢慢排放到排放液中，这使我们可以对排放液再次处理以实现水资源再利用的目的。

1.3 反渗透（RO）技术

反渗透技术又称作逆渗透技术，它通过液体内部的压力差作用实现溶液、溶剂分离的膜分离技术，我们通过对膜的一侧施加压力，当压力超过溶液的渗透压时，溶剂就会逆着自然流动的方向做反向渗透，在膜的低压侧得到渗透液，而在高压侧得到浓缩液。反渗透技术在20世纪50年代才被深入研究，在实验过程中，科学家们发现可以通过膜的孔径对废水进行渗透，从而得到纯净水，渗透实验过程中，废水液面明显上升，但却不会一直上升，直到出现固定的液面差。在此过程中，由纯净水向废水渗透叫做正渗透，通过向废水施压实现渗透的工程叫做反渗透，渗透率一般在0.1-2.5m3/m3d，由于反渗透膜膜的孔径仅为0.0001μm，远远小于细菌和病毒的体积，只有水分子和部分对人身体有益的矿物质元素被允许通过，对人身体有害的重金属杂质将会被排出，因此反渗透膜又被称为人体外高科技肾脏[2]。

2 膜法水处理技术应用探究

2.1 实验方法与装置

本实验于污水处理厂内进行，通过以污水处理厂二级处理出水为原水，首先经过微滤或者超滤处理，再进行反渗透或者纳滤处理，从而组成四种水处理工艺，并对最终出水水质进行检测分析。微滤装置可以和超滤装置共同使用，其共用一套装置，微滤需要气水反冲洗需要空气压缩机，超滤只需用水冲洗即可。主要系统包括：计量箱、计量泵、增压泵、过滤器、产水箱、反洗泵、反冲洗药剂自动添加系统等。纳滤装置和反渗透装置共用一套装置，同时为提高产水率，纳滤和反渗透各使用三个膜元件，其中两只膜元件用于过滤原水，另一只膜元件过滤前两只膜元件后的水，并保持串联。主要系统包括：计量箱、计量泵、增压泵、高压泵等。

2.2 结果分析

我们首先通过重铬酸钾法对出水COD进行检测对比，通过检测发现微滤/反渗透和超滤/纳滤技术对COD的去除效果相同，COD的去除率约为17.8%，而微滤/反渗透和超滤/反渗透对COD的去除率约为20%和38.3%，可以看出在COD的检测过程中，微滤/反渗透和超滤/纳滤对COD去除效果要超过微滤/纳滤和超滤/反渗透；我们采用水样稀释的方法来对出水BOD5进行检测对比，通过检测发现微滤/反渗透和超滤/纳滤技术对BOD5的去除效果相同，仅为12.5%，而微滤/反渗透和超滤/反渗透对BOD5的去除效果分别约为50.6%和55.8%，同样微滤/反渗透和超滤/反渗透BOD5的去除效果要超过微滤/反渗透和超滤/纳滤；我们通过重量法对出水SS进行检测，结果与COD和BOD5结果一致。主要原因包括：①用微滤作为与处理工艺，可以保证接下来的反渗透技术运行更加稳定，过滤压差变化较小，使得反渗透工艺技术充分发挥作用，从而保证了出水水质；②通过超滤技术作为预处理可以提升纳滤的膜通量，延长纳滤膜的使用周期和冲洗周期，从而保证出水水质。

2.3 电耗分析

运行费用主要包括电费、保安过滤器棉芯费用、膜清洗药剂费用，相对于电费后两者费用大可以忽略不计，在此前提下运行费即是用电消耗费用。

2.4 实验结论

（1）当二级出水优先考虑去除COD、BOD5、SS时，可以采用微滤/反渗透或者超滤/纳滤膜组合工艺；（2）通过检测可知四种膜组合工艺对于TP的去除效果均较为理想，能达到90%以上；（3）当使用超滤膜为第一组件时，会有好高的产水率。综上所述，结合云南当地实际情况，超滤/纳滤膜组合工艺更加适合该污水处理厂。

3 结语

我们通过对膜法水处理技术原理进行概述，并通过实例着重分析膜法水处理技术对生活污水深度处理的应用探究，可知在不同情况下膜法水处理技术应用也各不相同，需要我们技术人员合理、灵活的应用。膜法水处理技术能够有效去除污染物、净化水资源，提高生活污水的处理质量，因此对于缓解水资源缺乏、保护环境有着重要意义[3]。