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1環(huán)境工程水處理中的超濾膜技術(shù)應(yīng)用

1.1使用雙膜凈水處理技術(shù)雙膜凈水處理技術(shù)即使用雙層過(guò)濾膜或結(jié)合反滲透與過(guò)濾膜進(jìn)行凈化處理的技術(shù),采取雙膜凈水處理技術(shù)可以有效解決原水中鹽度及水硬度過(guò)高的問(wèn)題。我國(guó)目前已經(jīng)存在很多地區(qū),使用該項(xiàng)凈水處理技術(shù),例如鹽度較高的沿海地區(qū)及一些水環(huán)境受到污染,水硬度相對(duì)較高的地區(qū)。我們過(guò)去在自來(lái)水生產(chǎn)中采用的傳統(tǒng)凈水處理技術(shù),不能適應(yīng)解決現(xiàn)在原水中存在的一些水污染問(wèn)題,生產(chǎn)的水質(zhì)不能滿(mǎn)足城市飲用水的需求,因此,采取雙膜凈水處理技術(shù)。雙膜凈水處理技術(shù)和傳統(tǒng)的凈水處理技術(shù)相比,增加了超濾及納濾凈水膜或反滲透處理工藝流程,這樣在水源處抽取的水原料經(jīng)過(guò)超濾裝置處理后直接進(jìn)入到清水池中,還有一部分水原料經(jīng)過(guò)反滲透處理進(jìn)入清水池,經(jīng)處理后的水混合、加工,最后向城市提供的飲用水水質(zhì)較好,有一定的硬度。

1.2圍繞超濾進(jìn)行的短流程凈水處理技術(shù)圍繞超濾進(jìn)行的短流程凈水處理技術(shù)指的是將多道凈水處理工藝集中到一起的凈水處理方案,在我國(guó)環(huán)境工程水處理中有很多應(yīng)用實(shí)踐。使用該凈水處理工藝需要有較好的取水水源,保證抽取的水原料有較好的水質(zhì);使用優(yōu)點(diǎn)是可以不受到自來(lái)水處理廠(chǎng)規(guī)模的限制,既可以對(duì)現(xiàn)有的舊的自來(lái)水廠(chǎng)進(jìn)行改造,也可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新的自來(lái)水廠(chǎng)建設(shè)。不同的地區(qū)在使用該項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候,需要根據(jù)本區(qū)的具體特點(diǎn)進(jìn)行凈水處理工藝的適當(dāng)調(diào)整。例如,對(duì)于有些地區(qū)在水源處抽取的水原料有很高的質(zhì)量保證,但是水中含有許多微生物,嚴(yán)重影響自來(lái)水廠(chǎng)出廠(chǎng)水的水質(zhì)。一般對(duì)于這種情況,我們采取混凝加超濾膜凈水處理的短流程處理技術(shù)進(jìn)行凈水處理,在原有的自來(lái)水廠(chǎng)凈水處理設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行部分改造,縮短凈水處理工藝流程。此外,該項(xiàng)精水處理技術(shù)使用的超濾膜通水量比較低,超濾膜一側(cè)的水壓差較低,有效的減輕超濾膜對(duì)原水的污染。超濾膜使用過(guò)程中不用長(zhǎng)期進(jìn)行清理,延長(zhǎng)了超濾膜的使用時(shí)間。同時(shí),這種凈水處理技術(shù)對(duì)自來(lái)水廠(chǎng)出水裝置進(jìn)行改造,使得直接利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行出水,節(jié)約自來(lái)水廠(chǎng)生產(chǎn)、運(yùn)行的成本。

1.3超濾直接替代過(guò)濾處理技術(shù)采用超濾凈水處理技術(shù)替代傳統(tǒng)的通過(guò)過(guò)濾的方式實(shí)現(xiàn)水的凈化處理,改善自來(lái)水廠(chǎng)輸出水的質(zhì)量。使用這種凈水處理技術(shù)需要能夠在比較優(yōu)質(zhì)的水源處取得水原料,原水中含有較少的有機(jī)物質(zhì),而且氨氮物質(zhì)含量比較少。例如,有些新建的自來(lái)水廠(chǎng),原水中含有比較少的渾濁物質(zhì),有較多的藻類(lèi)植物等,自來(lái)水廠(chǎng)需要對(duì)原水進(jìn)行凈化處理,但是自來(lái)水廠(chǎng)可利用的建筑面積相對(duì)較少,一般我們會(huì)采用此種工藝進(jìn)行水的凈化處理。使用超濾膜凈化處理替代傳統(tǒng)的過(guò)濾凈水處理,減少了精水處理技術(shù)所使用設(shè)備的占用面積,減少了凈水處理工藝的工藝過(guò)程,可以利用較短的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)對(duì)原水的凈化處理,去除水中藻類(lèi)植物等,有效地提高水的質(zhì)量。針對(duì)有些地區(qū)原水溫度較低,水中含有少量的膠體物質(zhì)及原水的渾濁度不穩(wěn)定情況,會(huì)采用高密度沉淀和超濾結(jié)合處理的凈水處理工藝。在原有的凈水處理廠(chǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)建和直接進(jìn)行自來(lái)水廠(chǎng)新建相比,減少了資金的投入,能夠利用較低的成本獲取更多的效益,提高自來(lái)水廠(chǎng)供水的質(zhì)量,在環(huán)境工程水處理中使用超濾膜凈水處理技術(shù)能夠去除水中異味,保證水的安全,同時(shí)各個(gè)凈水處理工藝流程縮短,減少環(huán)境工程水處理廠(chǎng)的占地面積,使得進(jìn)水處理的成本降低。

2超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理應(yīng)用實(shí)踐中存在的問(wèn)題

2.1凈水處理過(guò)程中形成超濾膜污染超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理應(yīng)用中形成超濾膜污染,會(huì)使得原水通過(guò)超濾膜的容量減少、增加能源的損耗,導(dǎo)致自來(lái)水廠(chǎng)生產(chǎn)凈化水及進(jìn)行自來(lái)水廠(chǎng)運(yùn)行的成本增加等。超濾膜污染是在環(huán)境工程水處理中應(yīng)用超濾膜凈水處理技術(shù)的一大障礙,如果在凈水處理過(guò)程中,超濾膜出現(xiàn)重度污染,需要使用化學(xué)藥劑進(jìn)行超濾膜的清洗,現(xiàn)在我國(guó)自來(lái)水廠(chǎng)會(huì)大概每5個(gè)月進(jìn)行一次超濾膜的清洗工作。對(duì)超濾膜的清洗操作復(fù)雜,而且清洗過(guò)程需要使用化學(xué)試劑,可能會(huì)在對(duì)超濾膜清洗過(guò)程中出現(xiàn)對(duì)水的再次污染。因此,我們的自來(lái)水廠(chǎng)應(yīng)該加大對(duì)超濾膜的維護(hù)工作,減緩超濾膜受到污染的期限,可以延長(zhǎng)超濾膜的使用周期。

2.2超濾膜技術(shù)能源損耗量大環(huán)境工程水處理中使用超濾膜凈化處理技術(shù)的應(yīng)用條件是有足夠的動(dòng)力作為驅(qū)動(dòng),由于需要使用外來(lái)動(dòng)力完成,因此采用此技術(shù)進(jìn)行水的凈化處理會(huì)使得能源損耗量增加,導(dǎo)致自來(lái)水廠(chǎng)將原水進(jìn)行加工處理的成本增加。因此,我們?cè)谶x擇超濾設(shè)備的時(shí)候,應(yīng)該首先查看其能耗情況,盡量選取能耗較少的過(guò)濾設(shè)備,可以利用能耗低的一些運(yùn)行方式進(jìn)行水源處取水。

2.3超濾膜處理技術(shù)組合選擇缺陷超濾膜凈水處理技術(shù)的選擇直接影響著超濾膜污染情況及自來(lái)水廠(chǎng)生產(chǎn)純凈水的成本,因此,我們?cè)诃h(huán)境工程水處理進(jìn)行處理工藝選擇的時(shí)候,需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的考察,根據(jù)水源處水抽取水原料的特點(diǎn)進(jìn)行凈水處理工藝選擇分析?？偨Y(jié)凈水處理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)于有些水原料,其水的硬度較大,水中含有高濃度的無(wú)機(jī)鹽物質(zhì)的時(shí)候,可以采用雙膜凈水處理工藝;對(duì)于在水質(zhì)較好的地方建設(shè)的凈水處理廠(chǎng),在水源處抽取的水原料水質(zhì)較好,不需要過(guò)多的精水處理工序,可以選擇短流程凈水處理技術(shù),也可以使用超濾替代傳統(tǒng)濾池進(jìn)行過(guò)濾的凈水處理工藝進(jìn)行凈水處理,能夠減輕過(guò)濾膜對(duì)水的污染,較少凈水處理流程,縮減凈水處理設(shè)備占用面積,節(jié)約自來(lái)水廠(chǎng)生產(chǎn)純凈水的成本;此外,存在一些原水受到污染的情況,需要去除掉水中有害的物質(zhì),保證水的質(zhì)量。進(jìn)行精水處理的難度較大,會(huì)采取傳統(tǒng)的凈水處理與深度處理及超濾凈水處理技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行水的凈化處理。采取此種方式進(jìn)行的凈化處理,需要在原有的凈化處理廠(chǎng)的基礎(chǔ)上建筑新的凈化處理設(shè)施,占用的面積比較大,使得凈化處理廠(chǎng)的投資成本增加,而且進(jìn)行凈水處理工藝環(huán)節(jié)增加,各道工序都需要有一定的成本投入,最終提高了自來(lái)水廠(chǎng)生產(chǎn)純凈水的成本。一般這種工藝僅適用于經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)展水平高的地區(qū),能夠承受高額的資金負(fù)擔(dān)。

3解決超濾膜存在問(wèn)題的措施

3.1研發(fā)新生代濾膜超濾膜受到污染后,可能會(huì)導(dǎo)致凈化處理后水的二次污染,影響水質(zhì);對(duì)超濾膜進(jìn)行清洗處理需要使用化學(xué)藥劑,操作復(fù)雜。因此我們需要進(jìn)行新生代濾膜的研發(fā),研發(fā)的濾膜較傳統(tǒng)使用的濾膜更具優(yōu)勢(shì),能夠有較高的水通量,較好的抵御污染及氧化的能力,新生代濾膜要求能夠在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)可以穩(wěn)定使用,減少濾膜及使用組件的生產(chǎn)成本及使用成本。

3.2提升超濾膜清洗處理水平在不斷地凈水處理實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),根據(jù)不同的超濾膜污染問(wèn)題進(jìn)行區(qū)別處理,提前做好準(zhǔn)備,遇到實(shí)際超濾膜污染問(wèn)題,能夠?yàn)檫M(jìn)行超濾膜清洗進(jìn)行有效地指導(dǎo)。自來(lái)水廠(chǎng)進(jìn)行凈水處理需要根據(jù)在水源處抽取的水原料水質(zhì)情況,對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行合理分析,選擇適宜的凈水處理技術(shù)進(jìn)行水的處理,提高水質(zhì)的同時(shí),能夠減少超濾膜的污染。

3.3完善超濾膜處理技術(shù)組合目前,我國(guó)對(duì)自來(lái)水處理的研究越來(lái)越深入,與傳統(tǒng)的自來(lái)水處理工藝相比,超濾膜處理工藝有著更加明顯的處理效果,并且此工藝可以更好的適應(yīng)水體的波動(dòng)。但是超濾膜處理之后的水體會(huì)殘留大量的分子,而且對(duì)一些易溶解的有機(jī)物、鹽以及小分子有機(jī)物的處理效果比較差。所以很多的科學(xué)家通過(guò)將超濾膜與其他工藝進(jìn)行結(jié)合,再研究結(jié)合后的工藝對(duì)水體處理的效果,結(jié)果表明結(jié)合之后的工藝對(duì)水體的處理效果產(chǎn)生了很大的改變,所以要加強(qiáng)超濾膜與其他工藝的結(jié)合,繼而加強(qiáng)對(duì)自來(lái)水的處理效果。

3.3.1加強(qiáng)超濾膜與粉末活性炭的組合工藝的應(yīng)用很多專(zhuān)業(yè)人員都在通過(guò)研究超濾膜與粉末活性炭的組合工藝,繼而了解投加粉末活性炭的劑量對(duì)超濾膜工作性能的影響。結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),投入的劑量越大,膜穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng),但是通量下降率會(huì)隨之降低。并且還發(fā)現(xiàn)投加的劑量幾乎不影響超濾膜的過(guò)濾阻力。隨著投入劑量的增加,加強(qiáng)了工藝對(duì)水體中有機(jī)的過(guò)濾效果,兩者形成互補(bǔ)關(guān)系。并且該工藝還可以調(diào)節(jié)出水濁度,能夠?qū)Τ鏊闹峦蛔兓钚赃M(jìn)行有效的抑制。并且還能夠降低有機(jī)物在水體中濃度,在消毒的過(guò)程中能夠有效的減少三鹵甲烷和四氯化碳的生成量。所以通過(guò)超濾膜與粉末活性炭的組合工藝能夠有效的提高的超濾膜的工作效率以及效果,可以快速的、科學(xué)的制造飲用水。超濾膜與粉末活性炭的組合工藝中的活性炭對(duì)超濾膜進(jìn)行預(yù)處理,能夠明顯的提高超濾膜對(duì)有機(jī)物、消毒副產(chǎn)物等物體的過(guò)濾效果。并且大量的實(shí)驗(yàn)表明,此工藝雖然可以去除更多的有機(jī)物,但是其不能夠增大過(guò)濾膜的通量,增大超濾膜被污染的概率。所以要加強(qiáng)此工藝膜的通量,從而可以使膜不容易被污染,繼而才能夠使此工藝更好的進(jìn)行水處理。

3.3.2加強(qiáng)混凝—超濾膜組合工藝的應(yīng)用混凝劑能夠有效的防止超濾膜的中空纖維膜受到污染,并且混凝劑的效果要比聚氯化鋁的效果好,能夠明顯降低了差壓的增加,還可以提高對(duì)有機(jī)物的去除效果?；炷瑸V膜的組合工藝能夠?qū)λw中的任何一種有機(jī)物進(jìn)行有效的去除,對(duì)濁度的去除率能夠保持在99.5%以上,對(duì)TOC的去除率保證在45%～50%。對(duì)水的利用率能夠保持在87%左右。此工藝可以引入生物,繼而將生物與工藝進(jìn)行結(jié)合,增強(qiáng)工藝對(duì)水體的凈化效果。

3.3.3加強(qiáng)對(duì)工藝的創(chuàng)新研究目前,世界上主要將以上的兩種工藝作為工藝研究的主要對(duì)象,并且也取得了很顯著的效果。我們也可以將預(yù)處理工藝和超濾膜過(guò)濾工藝進(jìn)行結(jié)合,將超濾膜與粉末活性炭的組合工藝和紫外線(xiàn)消毒的工藝結(jié)合起來(lái),進(jìn)而可以充分的提高超濾膜進(jìn)行物理過(guò)濾的能力,并且活性炭也能夠更好的吸附小分子物質(zhì),還可以減小紫外線(xiàn)消毒產(chǎn)生的副產(chǎn)物。最終可以充分的降低水體的濁度,也能夠充分的保證其他水體中的規(guī)定的物體含量。如果通過(guò)吸附-超濾膜工藝來(lái)對(duì)水體中的氟元素進(jìn)行過(guò)濾,在保證取得合適的活性氧化鋁顆粒的大小情況下,膜區(qū)不容易出現(xiàn)曝氣的情況,而且沉淀區(qū)和反應(yīng)區(qū)的回流比值保持在0.5,對(duì)氟元素的去除效果是比較明顯的,并且還能夠降低對(duì)超濾膜的污染,保證工藝系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定工作。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快,各個(gè)方面都有了一定的發(fā)展,人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高,尤其是關(guān)乎生命安全及身體健康的問(wèn)題都牽動(dòng)著每位居民的關(guān)注。供水企業(yè)在新的形勢(shì)下面臨新的挑戰(zhàn),急需采取有效地措施進(jìn)行水的處理,保證提供安全、高質(zhì)的供水,目前,自來(lái)水廠(chǎng)面臨的主要問(wèn)題主要表現(xiàn)為:由于生產(chǎn)、生活廢水大量的排放,導(dǎo)致自來(lái)水廠(chǎng)在水源處抽取的水原料中含有許多被污染的有害物質(zhì),水源處水質(zhì)大幅度下降;由于生態(tài)、環(huán)保、健康等各種可持續(xù)價(jià)值觀念的影響,城市居民對(duì)飲用水質(zhì)量的要求提高,他們要求對(duì)飲用水進(jìn)行最有效地進(jìn)化處理,限制飲用水中污染物質(zhì)的含量。因此,我國(guó)自來(lái)水廠(chǎng)需要在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行新型精水處理技術(shù)的研發(fā),試驗(yàn),解決飲用水質(zhì)量問(wèn)題,使生產(chǎn)出的飲用水滿(mǎn)足城市居民用水標(biāo)準(zhǔn)需求。環(huán)境工程水處理中使用超濾膜凈水處理技術(shù),極少水中雜質(zhì)及對(duì)人體有害的有機(jī)物質(zhì),保證生產(chǎn)的自來(lái)水能夠滿(mǎn)足相關(guān)要求,保證水的質(zhì)量安全及引用需要。

作者：朱國(guó)軍單位：煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司