膜法水处理工艺在生活污水处理中的应用

张明信 王立人 王亮

1 膜法水处理技术概述

1.1 膜处理技术的作用机理

膜法水处理技术主要依靠于“膜”的拦截功能，将流动液体隔离成为两部分，这种薄膜往往置于流体当中，通过膜表面的微小空隙，将大分子物质拦截，使小分子物质顺利通过。目前，在城市污水处理厂处理生活污水时，较为常用的膜处理技术包括超滤、微滤、纳滤、反渗透、电渗析等。

1.2 超滤技术原理

超滤技术属于纳米顷薄膜分离技术，过滤介质主要以中空纤维膜丝为主，并以膜丝内外压力差作为驱动力，进而对溶液进行净化、分离、提纯、浓缩，使溶液色度与净化度满足标准要求[1]。目前，超滤技术所应用的材料多为改性PVC、改性PVDF以及PES，PVC材质具有内外双皮层结构，可以作为内外压同时使用，而PVDF以及PES材质只适用于外压。以处理含油污水的技术原理为例，在处理过程中，无须经过破乳工序，便可以将油和水直接分离出来，分离出的流水当中，含油量一般小于10mg/L，而浓油液的浓缩率能够达到40%以上，而含油的浓缩液经过热分离以及化学提纯等步骤，可以直接提取出污水当中的油脂成分。

1.3 微滤技术原理

微滤技术主要以内外膜压力差作为推动力，截留溶液中的污泥、砂砾等颗粒物或者隐孢子虫等细菌。操作压力通常介于0.7-7kpa之间，并借助于微滤膜处理溶液中的杂质。其分离处理效果与微滤膜的孔径大小有着直接关联，一般情况下，选取的微滤膜孔径应当介于0.025чm-14чm之间。微滤膜的种类主要包括纤维酯微孔滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、再生纤维素滤膜以及聚氯乙烯滤膜等。应用微滤技术对原水进行预处理时，可以利用添加粉末活性炭的方法来溶解流水中的有机物，使其成为固相，这样能够提高流水中有机物质的去除率[2]。

1.4 纳滤技术原理

在应用纳滤技术处理污水时，水体中的渗透物能够溶解在纳滤膜中，并在溶解作用力下呈现出梯度扩散态势，此时，纳滤膜与溶液中的电解质离子产生静电作用，由于电负荷强度存在较大区别，因此对溶液中颗粒物的截留效果也有所差异。纳滤膜对特定的溶质具有较好的脱除率，而对氯化钠的脱除率偏低。因此，在净化和处理污水时，只能去除三卤甲烷中间体、农药或者合成洗涤剂等可溶性有机物。

1.5 电渗析技术原理

电渗析技术主要借助于直流电场，利用荷电离子膜的反离子膜的反离子迁移原理分离出溶液中的带电离子，在分离过程中主要以电位差作为推动力。使用的分离仪器称为电渗析器，在机体内排布阴、阳离子交换膜，在直流电场作用下，阳离子可以穿透阳膜向负极运动，而阴离子穿透阴膜向正极运动，而得到满足标准要求的淡水。

2 膜法水处理技术在生活污水处理中的实际应用

2.1 超滤技术在生活污水处理中的应用

超滤水处理技术能够有效分离生活污水中的大分子物质，在处理过程中，这种技术无须借助于外界压力，因此，单位时间内消耗的能源量较小，并且污水处理量相对较大，是生活污水处理工序中较为常用的一种膜法水处理技术[3]。但是，由于超滤技术所采用的设备精密度较高，无形当中就增加了维修保养成本，比如利用海绵球对运营设备的清理工作需要3个月进行一次，这就增加了维修保养成本与人工成本，而直接影响污水处理厂的经济效益。

2.2 微滤技术在生活污水处理中的应用

微滤技术常用的材料是微孔陶瓷，这种材料属于无机非金属材料，微孔的孔径一般介于0.5—450чm之间，微滤技术在生活污水处理与饮用水处理领域得到广泛应用。在处理生活污水时，能够有效拦截和吸附水体中的SS以及各种胶状体，同时，将污染物自身携带的病菌阻止在外，处理效果较为明显。在处理生活污水时，分子直径大于陶瓷孔径的物质被截留陶瓷表面，而小于孔径的物质被吸附在陶瓷孔道内，而且处理过程不受酸性环境与碱性环境的影响，具有较强的稳定性[4]。

2.3 纳滤技术在生活污水处理中的应用

纳滤技术对水体当中的砷、汞、铅等重金属物质以及挥发性有机物与致癌物质，具有较好的去除效果。比如在处理苦咸水过程中，水体当中的污染物成分多以氯离子、硫酸根离子、钠离子形态存在，而纳滤技术采用的薄膜孔径介于1—2nm之间，并且具有电荷，对处理水体当中游离的高价离子效果显著。

2.4 电渗析技术在生活污水处理中的应用

因此，在处理生活污水中的木质素时，常常采用电渗析处理技术，这种技术在外加电场的作用下能够驱使木质素快速通过单阳膜，进而对木质素进行凝聚与分离，使生活污水的浊度大幅降低。近年来，随着电渗析处理技术的日渐纯熟，许多城市污水处理厂在处理生活污水时，能够回收大量的木质素，并对其进行再利用，这就促进了污水处理厂经济效益的提升，对污水处理厂的健康可持续发展提供了强大的技术支撑。

3 结语

污水处理厂在对生活污水进行处理时，可以结合超滤、微滤、纳滤、反渗透、电渗析技术原理与实际应用效果，合理选择技术类型，在提高生活污水处理质量的同时，实现节能降耗、节约成本、提高经济效益的目的。