1环境工程水处理中的超滤膜技术应用

1.1使用双膜净水处理技术双膜净水处理技术即使用双层过滤膜或结合反渗透与过滤膜进行净化处理的技术,采取双膜净水处理技术可以有效解决原水中盐度及水硬度过高的问题。我国目前已经存在很多地区,使用该项净水处理技术,例如盐度较高的沿海地区及一些水环境受到污染,水硬度相对较高的地区。我们过去在自来水生产中采用的传统净水处理技术,不能适应解决现在原水中存在的一些水污染问题,生产的水质不能满足城市饮用水的需求,因此,采取双膜净水处理技术。双膜净水处理技术和传统的净水处理技术相比,增加了超滤及纳滤净水膜或反渗透处理工艺流程,这样在水源处抽取的水原料经过超滤装置处理后直接进入到清水池中,还有一部分水原料经过反渗透处理进入清水池,经处理后的水混合、加工,最后向城市提供的饮用水水质较好,有一定的硬度。

1.2围绕超滤进行的短流程净水处理技术围绕超滤进行的短流程净水处理技术指的是将多道净水处理工艺集中到一起的净水处理方案,在我国环境工程水处理中有很多应用实践。使用该净水处理工艺需要有较好的取水水源,保证抽取的水原料有较好的水质;使用优点是可以不受到自来水处理厂规模的限制,既可以对现有的旧的自来水厂进行改造,也可以在此基础上进行新的自来水厂建设。不同的地区在使用该项技术的时候,需要根据本区的具体特点进行净水处理工艺的适当调整。例如,对于有些地区在水源处抽取的水原料有很高的质量保证,但是水中含有许多微生物,严重影响自来水厂出厂水的水质。一般对于这种情况,我们采取混凝加超滤膜净水处理的短流程处理技术进行净水处理,在原有的自来水厂净水处理设备基础上进行部分改造,缩短净水处理工艺流程。此外,该项精水处理技术使用的超滤膜通水量比较低,超滤膜一侧的水压差较低,有效的减轻超滤膜对原水的污染。超滤膜使用过程中不用长期进行清理,延长了超滤膜的使用时间。同时,这种净水处理技术对自来水厂出水装置进行改造,使得直接利用现有的设备进行出水,节约自来水厂生产、运行的成本。

1.3超滤直接替代过滤处理技术采用超滤净水处理技术替代传统的通过过滤的方式实现水的净化处理,改善自来水厂输出水的质量。使用这种净水处理技术需要能够在比较优质的水源处取得水原料,原水中含有较少的有机物质,而且氨氮物质含量比较少。例如,有些新建的自来水厂,原水中含有比较少的浑浊物质,有较多的藻类植物等,自来水厂需要对原水进行净化处理,但是自来水厂可利用的建筑面积相对较少,一般我们会采用此种工艺进行水的净化处理。使用超滤膜净化处理替代传统的过滤净水处理,减少了精水处理技术所使用设备的占用面积,减少了净水处理工艺的工艺过程,可以利用较短的时间,实现对原水的净化处理,去除水中藻类植物等,有效地提高水的质量。针对有些地区原水温度较低,水中含有少量的胶体物质及原水的浑浊度不稳定情况,会采用高密度沉淀和超滤结合处理的净水处理工艺。在原有的净水处理厂的基础上进行的扩建和直接进行自来水厂新建相比,减少了资金的投入,能够利用较低的成本获取更多的效益,提高自来水厂供水的质量,在环境工程水处理中使用超滤膜净水处理技术能够去除水中异味,保证水的安全,同时各个净水处理工艺流程缩短,减少环境工程水处理厂的占地面积,使得进水处理的成本降低。

2超滤膜技术在环境工程水处理应用实践中存在的问题

2.1净水处理过程中形成超滤膜污染超滤膜技术在环境工程水处理应用中形成超滤膜污染,会使得原水通过超滤膜的容量减少、增加能源的损耗,导致自来水厂生产净化水及进行自来水厂运行的成本增加等。超滤膜污染是在环境工程水处理中应用超滤膜净水处理技术的一大障碍,如果在净水处理过程中,超滤膜出现重度污染,需要使用化学药剂进行超滤膜的清洗,现在我国自来水厂会大概每5个月进行一次超滤膜的清洗工作。对超滤膜的清洗操作复杂,而且清洗过程需要使用化学试剂,可能会在对超滤膜清洗过程中出现对水的再次污染。因此,我们的自来水厂应该加大对超滤膜的维护工作,减缓超滤膜受到污染的期限,可以延长超滤膜的使用周期。

2.2超滤膜技术能源损耗量大环境工程水处理中使用超滤膜净化处理技术的应用条件是有足够的动力作为驱动,由于需要使用外来动力完成,因此采用此技术进行水的净化处理会使得能源损耗量增加,导致自来水厂将原水进行加工处理的成本增加。因此,我们在选择超滤设备的时候,应该首先查看其能耗情况,尽量选取能耗较少的过滤设备,可以利用能耗低的一些运行方式进行水源处取水。

2.3超滤膜处理技术组合选择缺陷超滤膜净水处理技术的选择直接影响着超滤膜污染情况及自来水厂生产纯净水的成本,因此,我们在环境工程水处理进行处理工艺选择的时候,需要进行现场的考察,根据水源处水抽取水原料的特点进行净水处理工艺选择分析。总结净水处理实践经验,对于有些水原料,其水的硬度较大,水中含有高浓度的无机盐物质的时候,可以采用双膜净水处理工艺;对于在水质较好的地方建设的净水处理厂,在水源处抽取的水原料水质较好,不需要过多的精水处理工序,可以选择短流程净水处理技术,也可以使用超滤替代传统滤池进行过滤的净水处理工艺进行净水处理,能够减轻过滤膜对水的污染,较少净水处理流程,缩减净水处理设备占用面积,节约自来水厂生产纯净水的成本;此外,存在一些原水受到污染的情况,需要去除掉水中有害的物质,保证水的质量。进行精水处理的难度较大,会采取传统的净水处理与深度处理及超滤净水处理技术相结合的方式进行水的净化处理。采取此种方式进行的净化处理,需要在原有的净化处理厂的基础上建筑新的净化处理设施,占用的面积比较大,使得净化处理厂的投资成本增加,而且进行净水处理工艺环节增加,各道工序都需要有一定的成本投入,最终提高了自来水厂生产纯净水的成本。一般这种工艺仅适用于经济相对发展水平高的地区,能够承受高额的资金负担。

3解决超滤膜存在问题的措施

3.1研发新生代滤膜超滤膜受到污染后,可能会导致净化处理后水的二次污染,影响水质;对超滤膜进行清洗处理需要使用化学药剂,操作复杂。因此我们需要进行新生代滤膜的研发,研发的滤膜较传统使用的滤膜更具优势,能够有较高的水通量,较好的抵御污染及氧化的能力,新生代滤膜要求能够在更长的时间内可以稳定使用,减少滤膜及使用组件的生产成本及使用成本。

3.2提升超滤膜清洗处理水平在不断地净水处理实践中总结经验,根据不同的超滤膜污染问题进行区别处理,提前做好准备,遇到实际超滤膜污染问题,能够为进行超滤膜清洗进行有效地指导。自来水厂进行净水处理需要根据在水源处抽取的水原料水质情况,对原水水质进行合理分析,选择适宜的净水处理技术进行水的处理,提高水质的同时,能够减少超滤膜的污染。

3.3完善超滤膜处理技术组合目前,我国对自来水处理的研究越来越深入,与传统的自来水处理工艺相比,超滤膜处理工艺有着更加明显的处理效果,并且此工艺可以更好的适应水体的波动。但是超滤膜处理之后的水体会残留大量的分子,而且对一些易溶解的有机物、盐以及小分子有机物的处理效果比较差。所以很多的科学家通过将超滤膜与其他工艺进行结合,再研究结合后的工艺对水体处理的效果,结果表明结合之后的工艺对水体的处理效果产生了很大的改变,所以要加强超滤膜与其他工艺的结合,继而加强对自来水的处理效果。

3.3.1加强超滤膜与粉末活性炭的组合工艺的应用很多专业人员都在通过研究超滤膜与粉末活性炭的组合工艺,继而了解投加粉末活性炭的剂量对超滤膜工作性能的影响。结果可以发现,投入的剂量越大,膜稳定运行的时间越长,但是通量下降率会随之降低。并且还发现投加的剂量几乎不影响超滤膜的过滤阻力。随着投入剂量的增加,加强了工艺对水体中有机的过滤效果,两者形成互补关系。并且该工艺还可以调节出水浊度,能够对出水的致突变活性进行有效的抑制。并且还能够降低有机物在水体中浓度,在消毒的过程中能够有效的减少三卤甲烷和四氯化碳的生成量。所以通过超滤膜与粉末活性炭的组合工艺能够有效的提高的超滤膜的工作效率以及效果,可以快速的、科学的制造饮用水。超滤膜与粉末活性炭的组合工艺中的活性炭对超滤膜进行预处理,能够明显的提高超滤膜对有机物、消毒副产物等物体的过滤效果。并且大量的实验表明,此工艺虽然可以去除更多的有机物,但是其不能够增大过滤膜的通量,增大超滤膜被污染的概率。所以要加强此工艺膜的通量,从而可以使膜不容易被污染,继而才能够使此工艺更好的进行水处理。

3.3.2加强混凝—超滤膜组合工艺的应用混凝剂能够有效的防止超滤膜的中空纤维膜受到污染,并且混凝剂的效果要比聚氯化铝的效果好,能够明显降低了差压的增加,还可以提高对有机物的去除效果。混凝—超滤膜的组合工艺能够对水体中的任何一种有机物进行有效的去除,对浊度的去除率能够保持在99.5%以上,对TOC的去除率保证在45%～50%。对水的利用率能够保持在87%左右。此工艺可以引入生物,继而将生物与工艺进行结合,增强工艺对水体的净化效果。

3.3.3加强对工艺的创新研究目前,世界上主要将以上的两种工艺作为工艺研究的主要对象,并且也取得了很显著的效果。我们也可以将预处理工艺和超滤膜过滤工艺进行结合,将超滤膜与粉末活性炭的组合工艺和紫外线消毒的工艺结合起来,进而可以充分的提高超滤膜进行物理过滤的能力,并且活性炭也能够更好的吸附小分子物质,还可以减小紫外线消毒产生的副产物。最终可以充分的降低水体的浊度,也能够充分的保证其他水体中的规定的物体含量。如果通过吸附-超滤膜工艺来对水体中的氟元素进行过滤,在保证取得合适的活性氧化铝颗粒的大小情况下,膜区不容易出现曝气的情况,而且沉淀区和反应区的回流比值保持在0.5,对氟元素的去除效果是比较明显的,并且还能够降低对超滤膜的污染,保证工艺系统可以长时间的稳定工作。

4结语

我国经济发展速度不断加快,各个方面都有了一定的发展,人们对生活质量的要求也越来越高,尤其是关乎生命安全及身体健康的问题都牵动着每位居民的关注。供水企业在新的形势下面临新的挑战,急需采取有效地措施进行水的处理,保证提供安全、高质的供水,目前,自来水厂面临的主要问题主要表现为:由于生产、生活废水大量的排放,导致自来水厂在水源处抽取的水原料中含有许多被污染的有害物质,水源处水质大幅度下降;由于生态、环保、健康等各种可持续价值观念的影响,城市居民对饮用水质量的要求提高,他们要求对饮用水进行最有效地进化处理,限制饮用水中污染物质的含量。因此,我国自来水厂需要在原有的基础上进行新型精水处理技术的研发,试验,解决饮用水质量问题,使生产出的饮用水满足城市居民用水标准需求。环境工程水处理中使用超滤膜净水处理技术,极少水中杂质及对人体有害的有机物质,保证生产的自来水能够满足相关要求,保证水的质量安全及引用需要。

作者：朱国军单位：煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司