李彥春

（森森環(huán)保工程有限公司廣東東莞523112）

膜處理技術(shù)在新水處理站擴建工程中的應(yīng)用分析

李彥春

（森森環(huán)保工程有限公司廣東東莞523112）

膜處理技術(shù)作為一種新型生物處理技術(shù)，近年來在水處理站得到了廣泛的應(yīng)用。新水處理站在實施擴建的過程中，膜處理技術(shù)也將發(fā)揮重要的作用，文章對膜處理技術(shù)的特定進行分析，探討了膜處理技術(shù)在新水處理站擴建工程中的應(yīng)用方式。

膜處理技術(shù)；新水處理站；擴建工程

膜處理技術(shù)的應(yīng)用主要是為了除去水中的鹽分，但隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，目前該技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用于純水的制造和水的深度處理。膜分離技術(shù)是一種利用膜的透過性將水中的離子和雜質(zhì)進行分離的技術(shù)。當前，膜處理技術(shù)主要應(yīng)用于超純水的提取和純水的制備，解決了傳統(tǒng)工藝所面臨的諸多問題。膜處理技術(shù)在水處理站中也得到了廣泛的應(yīng)用，為水處理工業(yè)貢獻了很大的力量。隨著水需求量的不斷增加，水處理站也面臨著擴建等問題，如何在水處理站擴建工程中運用膜處理技術(shù)，成為水處理人員所要思考的關(guān)鍵問題。

1 膜處理技術(shù)的特點

1.1 膜處理技術(shù)的應(yīng)用原理

膜處理技術(shù)是一種結(jié)合了生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)的新型水處理方式，該種技術(shù)能夠利用分離設(shè)備將水中的大分子物質(zhì)和活性污泥加以阻攔，減少過濾的步驟。利用反應(yīng)器可以完成對污泥停留時間的控制，難降解的大分子物質(zhì)也會不斷的完成反應(yīng)。當前，膜處理技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域和污水凈化領(lǐng)域已經(jīng)成為一種不可缺少的重要技術(shù)，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

1.2 膜處理技術(shù)的優(yōu)點

在膜處理技術(shù)的應(yīng)用中，膜組件代替了傳統(tǒng)的二沉池，這就使固液分離能夠更加高效的進行。同時膜處理技術(shù)也克服了傳統(tǒng)工藝中水質(zhì)穩(wěn)定度差、污泥易膨脹等問題，提高了污水處理的效率。污水處理技術(shù)的有點可以從以下幾個方面體現(xiàn)出來：（1）該技術(shù)能夠高效的完成固液分離，保證了水質(zhì)的穩(wěn)定，應(yīng)用該技術(shù)處理的水質(zhì)能夠達到國家A級排放標準的要求。（2）該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)再生水的回收，為實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展創(chuàng)造了條件。（3）該技術(shù)能夠降解工業(yè)廢水中的有機物，克服了傳統(tǒng)工藝的局限性。（4）該技術(shù)所應(yīng)用的生物反應(yīng)器能夠保證微生物的濃度，且容積的負荷較高，實現(xiàn)了對空間的合理利用。（5）該技術(shù)能夠保證微生物的生長繁殖，提高了系統(tǒng)的有效作用率。

2 膜處理技術(shù)在新水處理站擴建工程中的應(yīng)用

2.1 技術(shù)運用

新水處理站擴建工程中，可運用超濾技術(shù)和一級反滲透技術(shù)來生產(chǎn)脫鹽水，再應(yīng)用二級反滲透技術(shù)將脫鹽水凈化為除鹽水，除鹽水在經(jīng)EDI處理后可成為精除鹽水。這就形成了一種“超濾+EDI+反滲透”的膜處理技術(shù)。其基本流程為：一次水過濾-換熱器-過濾器-超濾膜-加壓泵-保安過濾器-高壓泵-一級反滲透裝置-脫鹽裝置-加壓泵-保安過濾器-高壓泵-二級反滲透裝置-除鹽裝置-加壓泵-EDI裝置-精除鹽裝置-水泵-供水點。

2.2 工程設(shè)計

以黃河為例，由于黃河水源在每年的1～3月時水質(zhì)較為渾濁，CODMn、色度、溫度均較低，水質(zhì)具有明顯的低溫低濁特征。在4～7月期間，黃河迎來了枯水期，在這一階段水質(zhì)的CODMn、色度、溫度均較高，水處理的難度也相對較大。在8～10月時黃河迎來了枯水期，在這一階段水質(zhì)的渾濁度較高，但CODMn、色度均較低，這一階段的水質(zhì)屬于高濁水。在12月時，水質(zhì)的渾濁度和溫度均較低，但CODMn相對較高，這一階段水的處理難度較大。在以往的水處理工作中，多使用活性炭來對污水進行處理，但由于活性炭的吸附力度較小，很容易出現(xiàn)飽和，往往達不到水處理的客觀要求，經(jīng)活性炭處理后，很容易出現(xiàn)CODMn超標的現(xiàn)象。在黃河水處于低溫時期時，其對反滲透膜和超濾膜的出水量會有一定的影響。當水中的鈉離子濃度達到150mg/L～314mg/L，氯離子的濃度達到100mg/L～290mg/L時，使用反滲透膜進行過濾很容易造成鈉鉀離子的泄露，電導率難以得到保證。研究顯示，在超濾膜系統(tǒng)中加入板式換熱器能夠起到加熱低溫水的作用，保證了超濾膜的出水量，解決了CODMn超標的問題。在提取精制鹽的過程中加入EDI系統(tǒng)能夠使氯離子的含量保持在正常的范圍。

2.3 超濾膜取代活性炭

將活性炭應(yīng)用于水處理的過程中雖然能夠起到一定的過濾效果，但隨著系統(tǒng)運行時間的不斷延長，活性炭的過濾作用會受到很大的抑制，其自身也會成為主要的污染源。因此必須要建立反滲透膜預處理系統(tǒng)，以此來取代活性炭的應(yīng)用。超濾膜的應(yīng)用能夠使預處理水達到反滲透膜的要求，為水的進一步過濾提供了必要的條件。在系統(tǒng)運行過程中，要對其進行短期清洗和長期清洗，在系統(tǒng)運行一段時間后要對其進行短期清洗工作，保證膜的透過性。在系統(tǒng)運行4個月后，要對其進行長期清洗，此次清洗為化學清洗，去除水中的膠體、細菌和有機物，保證出水的SDI在4以內(nèi)，保證濁度在0.3NTU以內(nèi)。超濾膜工藝具有如下優(yōu)勢，（1）該技術(shù)能夠有效去除大分子的有機物，解決了普通過濾工藝所面臨的重大問題。（2）黃河水的水質(zhì)具有很大的穩(wěn)定性，出水可保持在CODMn＜1.5mg/L，SDI＜4的范圍內(nèi)，減少了反滲透裝置發(fā)生堵塞的次數(shù)，在系統(tǒng)運行4個月后對其實施清洗即可。這也是反滲透膜的應(yīng)用時間得以延長，降低了工程的投資。（3）反滲透技術(shù)具有經(jīng)濟環(huán)保的特點，能夠?qū)⑺械闹齽⑿跄齽┑扔泻ξ镔|(zhì)徹底清除。（4）超濾膜具有良好的穩(wěn)定性和抗菌能力，相對于其它的處理工藝能夠發(fā)揮出更大的作用。

2.4 兩級反滲透技術(shù)

在水處理過程中，采用兩級反滲透技術(shù)如圖1，即一級、二級并用的反滲透技術(shù)。在具體應(yīng)用中，可將一段與二段按照10:5的比例進行排列。具體做法為選用一級反滲透裝置4套，裝置的產(chǎn)水量要達到70m3/h，回收率要達到75%，脫鹽率要達到97%以上。選用二級反滲透裝置2套，裝置的單套產(chǎn)水量要達到70t/h，回收率要達到85%，脫鹽率要達到97%。

圖1 反滲透技術(shù)

2.5 EDI取代混床

在除鹽的過程中，要使用一級除鹽加混床的方式來進行。研究表明，這種工藝具有出水優(yōu)良、水質(zhì)穩(wěn)定、交換終點明確、出水電導率上升較快等特點，能夠保證失效的監(jiān)控。但該種技術(shù)也有其自身的缺點，其缺點為再生劑的運用量大、樹脂層的利用率較低、樹脂易遭到破壞、樹脂補充量較大，樹脂再生的過程十分復雜，在樹脂再生的過程中要現(xiàn)將陰陽樹脂進行分離，再分別對兩種樹脂清洗和再生，所需時間較長。目前，混床技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對成熟，但由于其應(yīng)用成本相對較高，維護工作較為復雜，在實際應(yīng)用中還面臨著很多的困難。對于本次研究來說，精除鹽水要達到氯離子濃度小于0.1mg/L的標準，出水量要達到7t/h的標準，如果將混床技術(shù)應(yīng)用于精除鹽水的處理中，不僅需要多臺設(shè)備，還需要大量的再生酸和堿中和設(shè)備來作為技術(shù)的支撐，投資過大，可見在實際操作中應(yīng)用這種技術(shù)并不合理。

在水的精除鹽處理中，可使用EDI取代混床。EDI電滲析、電化學再生和離子交換的結(jié)合體，在的精除鹽處理中能夠發(fā)揮極大的作用。在EDI完成水處理的過程中，由電極極化所產(chǎn)生的氫離子和氫氧離子能夠與離子能交換劑一同完成連續(xù)再生，減少了酸堿化學單獨再生的操作。在此過程中，只需要使用加壓泵將經(jīng)過除鹽處理的水打入到EDI模塊中即可，濃度過高的水還可被回收再利用，大大降低的制水成本。在具體設(shè)計中，可使用兩套EDI，單套的出水量要達到7.5m3/L，回收率要達到90%以上。

2.6 經(jīng)濟效益分析

從技術(shù)的選擇上來看，膜處理技術(shù)、EDI技術(shù)、離子交換技術(shù)的應(yīng)用為工程的建設(shè)節(jié)省了大量的資金，這些技術(shù)具有占地空間小、運行成本少等特點，將技術(shù)運用于水處理的工作中，大大降低了工作的復雜性，提高了水處理的效率。由于膜處理技術(shù)能夠起到全面過濾水中雜質(zhì)的作用，降低了水質(zhì)受到二次污染的概率。由于黃河水質(zhì)的特點，至技術(shù)實施過程中無需對系統(tǒng)進行過于頻繁的清理，降低了成本的投入，增加了經(jīng)濟效益。

從水處理站的建設(shè)上來說，水站的規(guī)模一般較大，所需的設(shè)備較多，膜處理技術(shù)的應(yīng)用即減少了單個設(shè)備的投入，也減少了工程的總投入，且水站的規(guī)模越大，其節(jié)省的資金越多，獲得的效益也就越多。

從技術(shù)的發(fā)展上來看，近年來，膜處理技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和污水的處理中，應(yīng)用的范圍也在不斷的擴大，新的技術(shù)不斷的笨哦研發(fā)出來，為水處理工作的進行帶來了嶄新的發(fā)展空間。新技術(shù)的研發(fā)不僅是為了提升工作的效率，也是為了在最大程度上節(jié)約運行的成本。在未來幾年中，膜技術(shù)和膜處理技術(shù)都將得到更好的發(fā)展，使水處理工作能夠更好的開展。

3 結(jié)語

膜處理技術(shù)作為一種新型水處理方式，能夠利用分離設(shè)備將水中的大分子物質(zhì)和活性污泥加以阻攔，減少過濾的步驟。當前，膜處理技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域和污水凈化領(lǐng)域已經(jīng)成為一種不可缺少的重要技術(shù)。在具體應(yīng)用中，可以采用“超濾+EDI+反滲透”的膜處理技術(shù)對污水進行處理。運用超濾膜取代活性炭、實施兩級反滲透技術(shù)、EDI取代混床，使膜工藝能夠在污水處理工作中發(fā)揮更大的作用。應(yīng)用膜技術(shù)不僅能夠減少資金的投入，也能提升處理的效率。可以說該技術(shù)的應(yīng)用為水處理工作提供了更大的空間。

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李彥春（1984—），內(nèi)蒙古赤峰市人，湘潭大學，中級職稱，從事環(huán)保工程工作。