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摘要：膜法水處理技術(shù)是一種充分利用物理和生物途徑進(jìn)行水處理的一類技術(shù)，由于膜法水處理技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中不涉及到化學(xué)反應(yīng)，不容易出現(xiàn)二次污染物，設(shè)備非常簡(jiǎn)單，占地面積更小，因此，在生活污水深度處理、飲用水凈化等方面的利用率更高。從膜法水處理技術(shù)入手，分析并探討膜法水處理技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用，為提升水資源利用率提供一些思路和參考。

關(guān)鍵詞：膜法水處理技術(shù)；生活污水；深度處理；技術(shù)應(yīng)用

隨著我國(guó)工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口數(shù)量激增，生活質(zhì)量不斷提升，廚房污水、洗浴污水、馬桶污水的數(shù)量不斷提升，出現(xiàn)在生活污水中的污染物種類也隨之發(fā)生變化。生活污水中的污染物主要是蛋白質(zhì)類物質(zhì)、脂肪和油脂類物質(zhì)、糖類物質(zhì)，這些物質(zhì)普遍具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難分解的特點(diǎn)，若處理不達(dá)標(biāo)就進(jìn)入地下、地表水體的話，很容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化、缺氧發(fā)臭，降低水體質(zhì)量。膜法水處理技術(shù)屬于一種物理、生物分離技術(shù)，在深度處理污水和凈化飲用水方面適用性高，非常契合水資源短缺的當(dāng)下境況，成為我國(guó)環(huán)境保護(hù)方面著重發(fā)展的技術(shù)。

1膜法水處理技術(shù)

膜法水處理技術(shù)中所指的“膜”是一種介于流體中的薄層，具有通透性、具有攔截性的物質(zhì)，一個(gè)膜將流體分成兩個(gè)部分，使兩個(gè)部分之間形成物質(zhì)的交換。水處理過(guò)程中膜通常是液態(tài)的，具備較強(qiáng)的滲透性，允許小分子的物質(zhì)通過(guò)，截留分子直徑超過(guò)膜孔徑的物質(zhì)，單純通過(guò)物理分離的方式處理污水的被稱為膜技術(shù)，常見的技術(shù)有微孔過(guò)濾、超濾、電滲析、反滲透等，截留下來(lái)的物質(zhì)由微生物進(jìn)行分解利用的被稱為生物膜技術(shù)，常見的技術(shù)有生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池等。

2膜法水處理技術(shù)的原理

2.1反滲透原理。反滲透的原理不清，反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí)，溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向做反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過(guò)的溶劑，即滲透液；高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。反滲透技術(shù)是在20世紀(jì)50年代被深入研究的，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究后應(yīng)用于污水處理之中。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，純凈的水體中化學(xué)反應(yīng)位要比廢水高，所以，純凈的水可以通過(guò)膜上的孔徑對(duì)廢水進(jìn)行滲透，滲透過(guò)程中廢水一方的液面明顯上升，卻并不會(huì)一直上升，最后純凈水與廢水兩側(cè)保持固定的液面差。在此過(guò)程中，純凈水向廢水滲透的過(guò)程被稱為正滲透，通過(guò)在廢水一側(cè)加壓迫使廢水向純凈水滲透的方式被稱為反滲透，滲透率通常在0.1~2.5m3/m2d范圍內(nèi)，能夠有效分離廢水中的污染物，提高出水的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)污水深度處理或飲用水凈化。2.2超濾原理。超濾膜分離污水中污染物的原理是：在反滲透處理得到被分離的溶液后，要進(jìn)一步施加壓力，使污水在外界壓力的推動(dòng)下，通過(guò)孔徑更小的超濾膜，確保溶液中的小分子物質(zhì)、無(wú)機(jī)離子通過(guò)超濾膜，將分子直徑更大的物質(zhì)截留在超濾膜的另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的分離和凈化，提高對(duì)污水的處理深度。超濾膜的過(guò)濾過(guò)程屬于物理過(guò)程，并不具有生物作用，若超濾膜上附著一層微生物對(duì)大分子物質(zhì)進(jìn)行分解和應(yīng)用，則會(huì)被歸入生物膜范疇。2.3電滲析原理。電滲析技術(shù)是一種在外加直流電場(chǎng)作用下使溶液中陰陽(yáng)離子遷移，從而去除溶液中的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污水凈化處理、海水淡化目的。電滲析技術(shù)中常用的功能膜是離子交換膜，一般分為陰膜和陽(yáng)膜，陰膜是只允許陰離子通過(guò)的功能膜，陽(yáng)膜是只允許陽(yáng)離子通過(guò)的功能膜，在外加電場(chǎng)作用下，陰離子和陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在離子交換膜的輔助下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液的分離。從原理上來(lái)看，電滲析技術(shù)是純物理技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于淡水制取、溶液濃縮、電解制備、放射性元素回收、硬水軟化、食品加工等多個(gè)方面。2.4微孔過(guò)濾原理。微孔過(guò)濾技術(shù)是最早出現(xiàn)的膜分離技術(shù)，主要用于氣相、液相中的顆粒物、污染物截留，是現(xiàn)代工業(yè)、環(huán)境工程重要的環(huán)節(jié)之一。微孔過(guò)濾中孔徑和壓力承受范圍是決定性因素，孔徑?jīng)Q定了微孔過(guò)濾允許通過(guò)的物質(zhì)直徑，決定了過(guò)濾的質(zhì)量，壓力承受范圍決定了微孔過(guò)濾膜能夠應(yīng)用的范疇，保證了過(guò)濾過(guò)程的安全，避免在壓力過(guò)大時(shí)導(dǎo)致膜破裂，避免影響過(guò)濾質(zhì)量。發(fā)展到當(dāng)下，微孔濾膜的孔隙率可達(dá)到80%，每平方厘米內(nèi)孔數(shù)約為101~107個(gè)，孔徑被分為曲孔和直孔兩種，可根據(jù)不同的溶液溶質(zhì)截留需求進(jìn)行選擇。

3膜法水處理技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用

3.1反滲透技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用。生活污水的深度處理通常是指二級(jí)處理后的環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)中應(yīng)用污染物去除質(zhì)量更高的技術(shù)，有效去除污水中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、溶解性物質(zhì)、不溶性物質(zhì)，保障出水水質(zhì)。反滲透就是很好的二級(jí)處理后環(huán)節(jié)的技術(shù)，應(yīng)用反滲透技術(shù)可以有效借助滲透壓對(duì)污水中的污染物進(jìn)行分離，將有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行去除，在高鹽度污水中適用性也比較高，是非常適合用于生活污水深度處理的技術(shù)。在歐美等國(guó)中，最早應(yīng)用反滲透技術(shù)在生活污水深度處理中的污水處理廠是美國(guó)加利福尼亞州波莫納污水處理廠，日處理量37.8萬(wàn)m3，對(duì)有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的處理效果十分有效。3.2超濾技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用。超濾技術(shù)是膜法水處理技術(shù)中可以有效分離大分子物質(zhì)的技術(shù)，且操作過(guò)程中不需要外界施加較大的壓力，對(duì)能源的消耗非常小，水處理量卻很大，非常適合生活污水的深度處理，是中水回用、生活污水處理中十分重要的技術(shù)之一。將超濾技術(shù)應(yīng)用得最廣泛、熟練的國(guó)家是日本，日本的技術(shù)人員已經(jīng)將超濾技術(shù)應(yīng)用在空調(diào)冷卻、洗車、馬桶沖洗、綠化用水等方方面面，廣泛分布在循環(huán)用水量在100m3/d的建筑物中，甚至成為這些建筑物正常使用的必要條件之一，超濾技術(shù)及其設(shè)備在占地面積小、自動(dòng)化程度高、污泥量小等方面的優(yōu)勢(shì)，也是其被現(xiàn)代社會(huì)選擇的重要原因。日本竹橋合同大廈自1979年開始應(yīng)用超濾中水系統(tǒng)，日處理量300m3，對(duì)水資源的回收率在50%以上，有效節(jié)約了大廈運(yùn)行及商住人員生活用水。超濾技術(shù)設(shè)備的膜需要定期護(hù)理以保證處理效率，越精密的設(shè)備需要的護(hù)理頻率越高，日本竹橋合同大廈中的系統(tǒng)設(shè)備需要每天用海綿球進(jìn)行人工清理，每3個(gè)月還要用水進(jìn)行一次大清洗，運(yùn)維成本較高，人工成本較高。3.3電滲析技術(shù)在生活污水深度處理中的應(yīng)用。電滲析技術(shù)在生活污水中的應(yīng)用目標(biāo)主要是木質(zhì)素，在傳統(tǒng)水處理理念中，木質(zhì)素主要存在于制漿造紙工業(yè)的廢水中，是一種酚型網(wǎng)狀大分子，具有較強(qiáng)的膠體性能、鰲合性能，然而，由于人們生活中應(yīng)用了大量的紙制品，例如：洗手間用的衛(wèi)生紙，這些紙制品很容易隨著洗浴、清潔用水進(jìn)入生活污水中，若不進(jìn)行有效處理必然會(huì)對(duì)自然水體造成影響。電滲析應(yīng)用在生活污水深度處理中，可以有效去除生活污水中的木質(zhì)素，通過(guò)外加電場(chǎng)驅(qū)使木質(zhì)素通過(guò)單陽(yáng)膜，對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行凝聚、分離、回收，有效提高了生活污水的處理深度，還回收了一定數(shù)量的木質(zhì)素進(jìn)行回用，提高了生活污水處理的經(jīng)濟(jì)效益。3.4微孔過(guò)濾在生活污水深度處理中的應(yīng)用。微孔過(guò)濾應(yīng)用于生活污水深度處理時(shí)，常見的材料為微孔陶瓷，微孔陶瓷是一種無(wú)機(jī)非金屬材料，具有獨(dú)特的微孔結(jié)構(gòu)，孔徑在0.5~450μm區(qū)間內(nèi)，在生活污水處理、飲用水處理等方面應(yīng)用廣泛。微孔陶瓷的過(guò)濾方式為吸附+表層過(guò)濾+深層過(guò)濾，不僅能夠?qū)S、膠體等吸附攔截，還能夠?qū)⑽廴疚锷蠑y帶的病毒、病菌一并攔截，過(guò)濾效果十分顯著。微孔陶瓷能夠?qū)⒎肿又睆酱笥诳讖降奈镔|(zhì)截留在陶瓷表面，將分子直徑小于孔徑的物質(zhì)截留在孔道內(nèi)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于含油廢水、化工廢水、造紙廢水、生活污水的處理過(guò)程中，能夠有效進(jìn)行生活污水的深層截留，且耐酸、耐堿、耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)、過(guò)濾效果穩(wěn)定。微孔陶瓷不具有二次污染的能力，即使不慎脫落一部分，也能夠有效回收，環(huán)保性很高。

4結(jié)語(yǔ)

膜法水處理技術(shù)在生活污水深度處理領(lǐng)域的重要性不可忽視，能夠有效在二級(jí)處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步處理，去除掉生活污水中的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、分子較大的物質(zhì)，提高生活污水處理質(zhì)量。現(xiàn)代環(huán)境保護(hù)工程中比較傾向?qū)ι钗鬯M(jìn)行就地處理，有利于生活污水的回用，也節(jié)約了生活污水管道的鋪設(shè)成本，更降低了城市污水處理廠的處理壓力，有效緩解水資源缺乏、污染嚴(yán)重等問(wèn)題。

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作者:李小多 單位:濟(jì)寧富美環(huán)境研究設(shè)計(jì)院有限公司