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摘要:随着我国经济的迅猛发展,在给人们带来物质上极大丰富的同时,也带来了较为严重的生态环境污染,其中水污染占环境污染的很大比重。近年来,国家不断加强水污染的治理力度,并加强对废水循环处理和回收利用的先进技术的研究和引进,这样不但可以降低对水生态环境的破坏,而且还能够提升水资源的利用效率,缓解我国水资源的紧张状况。传统的水处理方式往往处理效果不佳,而且适应性较差。为了适应新时代的发展,全膜法应运而生。该方法是一种高效、高质量的水处理技术,不需要进行酸碱中和及脱盐环节,就可以实现水质净化与再循环,目前正逐渐地替代传统的水处理工艺。本文就对膜法水处理技术在生活污水深度处理中的应用进行分析和探讨。
关键词:膜法水处理技术;生活污水深度处理;应用
1城市生活污水的构成及其危害
城市生活污水包含大量固体悬浮物、有机物、含氮化合物、碳酸盐、钾钠、重金属离子、菌类生物群及微生物群等。若没有对城市生活污水进行环保化的处理,便排放到天然水体中,则有可能引发水体出现富营养化及毒性化的情况,进而在长期积累的情况下,发生生态环境恶化的事件。虽然部分城市生活污水进行了一级物理处理及二级生化处理,但由于城市生活污水组成成分复杂,使得城市生活污水在经过技术处理后,依然存在TN与TP较高的情况。这些含TN与TP较高的城市生活污水,顺着水循环排放到地下含水层中后,人一旦饮用,极易发生中毒的事故。
2全膜法在水处理工艺中的优势
全膜法水处理技术作为一种新型水处理技术,是超滤、反渗透、EDI技术等的的有机结合,可以对污水中的微生物、矿物质等各种杂质进行去除,并实现充分脱盐的作用,该工艺具有占地面积小、二次污染较小、净化效果突出、可操作性强、运行安全稳定等优势。相较于传统的水处理技术,全膜法较为突出的操作技术为EDI技术,该技术兼具离子交换与电渗析的优点,能够使脱盐速度大幅提升,同时还可以保证离子交换过程更为顺利、稳定,此外,该技术可以实现水处理过程的自动化,只需要少量的人工操作,这样不但可以减少人力消耗,减少工作人员压力,而且还能保证工作环境的安全性。
3膜法水处理技术在生活污水深度处理中的应用
3.1反渗透系统
按照物理学的理论,在实验过程中可以发现,纯净水的化学反应位要比废水的化学反应位高,所以纯水就可以利用半透膜的工作方式对废水进行渗透。在实验结束后,废水的液面也呈现明显提升,最后膜的两侧将呈现固定的液面差。在此环节中,渗透也呈现出动态平衡的趋势,我们通常也将这种现象称之为正渗透,而对于二者中的液面差,也被称作是渗透压。在对废水侧增加压力Pa的时候,将出现Pa大于液面差的情况,因此废水中的水分子也将逐渐向着具备选择性的半透膜转变,在此环节中,施加的压力越大,透过的速度也将得到更显著的提升,在此种背景下透过的速度越大,反渗透现象就越明显。对淡水海水进行渗透,或是对废水的净化都是在此背景下实现的。
当前,普遍认为溶解扩散理论能对膜透过现象进行良好说明。在该理论中将水分子和溶质在膜内进行溶解,并实现在膜内的扩散,但是由于膜自身具备推动力,因此浓度差和压力差效果并不乐观。由于溶质扩散系数和水分子扩散系数相比较小,所以高压作用下水在膜中的移动速度也将明显提升,那么透过膜的水分子数量也十分繁多。这也说明膜具备较高的选择性,对于溶质有着较强的截留作用,但当前反渗透膜透过机理同发达国家相比,我国仍然处于发展和完善的重要阶段,和世界先进水平仍然存在一定距离。
当前,国际社会普遍存在淡水资源不足的情况,因此生活污水再次利用于工业生产或城市建筑、居民区的中水也具备十分积极的影响和作用。在传统工作中,将生活污水进行深度处理就是对二级处理水在此进行过滤或是利用活性炭等吸附性较强的物质对水中的各项杂质进行去除。但是上述方法虽然能在一定程度上减少水中杂质,却很难将水中的有机物质和不溶性杂质进行去除。而利用反渗透的方式对生活污水展开有效的深度处理,不仅能将水中的有机物质和盐分进行去除,同时此种方法也是当前对污水进行回收利用的最佳方案。
3.2超滤
超滤(UF)技术是膜分离技术的一种,推动力主要来自于压力,主要目的是分离大小分子,膜过滤过程中采用1.5nm到0.2μm的膜孔径,通过液体的压力差实现过滤目的,主要原理就是通过膜孔筛除实现大小分子的分离。这种技术占地面积很小,而且单位容器内的充填密度很高。
3.3EDI系统
EDI系统是电去离子的简称,是一种新型的脱盐工艺技术,主要原理是将电渗析和离子交换相结合,基本结构为电渗析装置,强酸阳离子交换树脂和强碱阴离子交换树脂会被装填在阳模和阴模之间,被填充的位置就会形成混床。该技术使除盐速度大幅度提高,而且可以实现自动平衡再生而不需要使用酸碱,同时可以实现连续出水,也就成为连续电除盐。
4膜分离法在生活污水深度处理的综合研究
膜分离法是当前社会中高新科技领域中全新的学科,其应用范围比较广泛,在对膜法进行生活污水的处理过程中,可以发现其具备以下特征:1)在开展分离和浓缩工作的过程中,不会发生相应的变化,因此相比于其他分离方式,此种方式所耗费的能源较低。2)膜分离技术除了适合在有机物和无机物中进行应用,对病毒、细菌乃至微粒的分离上,同时还可以被应用在多种特殊溶液或是体系的分离过程中,比如我们常见的溶液大分子或是无机盐的分离等。3)在膜分离装置的应用上,其具备工艺适应性强的特点,因此在对其进行规模处理的过程中可大可小,操作手段相对比较简单。容易开展自动化的管理控制工作。作为当前社会发展中一种全新的水资源处理方式,具备十分显著的优势:工作占地面积小、废水资源的处理效率高等。
5城市生活污水处理的发展趋势
5.1污水处理厂的管理模式日趋多元化
污水处理厂作为城市生物污水的主要处理设施,在我国未来的发展空间必然会更广阔。根据相关调查发现,污水处理厂在我国的普及程度还处于正在发展中,但污水处理厂良好的运作模式,使得城市人民对污水处理厂的需求日益增长。在城市人民需求与污水处理发展的促进下,未来污水处理厂必然向着供排水一体化模式、托管运营模式的方向进行发展,这对于提升城市生活污水处理水平,优化城市生活污水处理厂管理模式,具有十分重要的影响作用。
5.2污水处理厂规模扩大和数量增加
根据我国污水处理厂分布密集程度可知,目前我国城市生活污水处理厂的普及程度比较低,很多地级市缺乏完善的污水处理厂进行运作,这使得我国城市污水处理的发展受到了一定阻碍。城市生活污水虽然含有一定的有害物质,但在经过完善的技术处理下,能够转变为二次再生水。若将污水处理厂深入普及到各个城市中,则可以有效加快再生水的普及与推广。受到相关政策与人民需求的影响,未来污水处理厂的规模和数量,必然呈现快速增长的趋势,且污水处理厂也会向着规模化、统一化、多技术化的方向发展。
结语
当前,我国的膜分离技术还存在很大的提升空间,膜技术也将在我国得到更广泛的关注和重视,人们对于水资源的认识也将得到显著提升。通过对技术水平的提升和创新加强此技术的应用,从而有效缓解我国水资源缺乏的问题,为实现资源的可持续发展提供更有效的帮助。
参考文献
[1]于涛.全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用[J].资源节约与环保,2016(02):46-48.