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1環境工程水處理中的超濾膜技術應用

1.1使用雙膜凈水處理技術雙膜凈水處理技術即使用雙層過濾膜或結合反滲透與過濾膜進行凈化處理的技術,采取雙膜凈水處理技術可以有效解決原水中鹽度及水硬度過高的問題。我國目前已經存在很多地區,使用該項凈水處理技術,例如鹽度較高的沿海地區及一些水環境受到污染,水硬度相對較高的地區。我們過去在自來水生產中采用的傳統凈水處理技術,不能適應解決現在原水中存在的一些水污染問題,生產的水質不能滿足城市飲用水的需求,因此,采取雙膜凈水處理技術。雙膜凈水處理技術和傳統的凈水處理技術相比,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過超濾裝置處理后直接進入到清水池中,還有一部分水原料經過反滲透處理進入清水池,經處理后的水混合、加工,最后向城市提供的飲用水水質較好,有一定的硬度。

1.2圍繞超濾進行的短流程凈水處理技術圍繞超濾進行的短流程凈水處理技術指的是將多道凈水處理工藝集中到一起的凈水處理方案,在我國環境工程水處理中有很多應用實踐。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;使用優點是可以不受到自來水處理廠規模的限制,既可以對現有的舊的自來水廠進行改造,也可以在此基礎上進行新的自來水廠建設。不同的地區在使用該項技術的時候,需要根據本區的具體特點進行凈水處理工藝的適當調整。例如,對于有些地區在水源處抽取的水原料有很高的質量保證,但是水中含有許多微生物,嚴重影響自來水廠出廠水的水質。一般對于這種情況,我們采取混凝加超濾膜凈水處理的短流程處理技術進行凈水處理,在原有的自來水廠凈水處理設備基礎上進行部分改造,縮短凈水處理工藝流程。此外,該項精水處理技術使用的超濾膜通水量比較低,超濾膜一側的水壓差較低,有效的減輕超濾膜對原水的污染。超濾膜使用過程中不用長期進行清理,延長了超濾膜的使用時間。同時,這種凈水處理技術對自來水廠出水裝置進行改造,使得直接利用現有的設備進行出水,節約自來水廠生產、運行的成本。

1.3超濾直接替代過濾處理技術采用超濾凈水處理技術替代傳統的通過過濾的方式實現水的凈化處理,改善自來水廠輸出水的質量。使用這種凈水處理技術需要能夠在比較優質的水源處取得水原料,原水中含有較少的有機物質,而且氨氮物質含量比較少。例如,有些新建的自來水廠,原水中含有比較少的渾濁物質,有較多的藻類植物等,自來水廠需要對原水進行凈化處理,但是自來水廠可利用的建筑面積相對較少,一般我們會采用此種工藝進行水的凈化處理。使用超濾膜凈化處理替代傳統的過濾凈水處理,減少了精水處理技術所使用設備的占用面積,減少了凈水處理工藝的工藝過程,可以利用較短的時間,實現對原水的凈化處理,去除水中藻類植物等,有效地提高水的質量。針對有些地區原水溫度較低,水中含有少量的膠體物質及原水的渾濁度不穩定情況,會采用高密度沉淀和超濾結合處理的凈水處理工藝。在原有的凈水處理廠的基礎上進行的擴建和直接進行自來水廠新建相比,減少了資金的投入,能夠利用較低的成本獲取更多的效益,提高自來水廠供水的質量,在環境工程水處理中使用超濾膜凈水處理技術能夠去除水中異味,保證水的安全,同時各個凈水處理工藝流程縮短,減少環境工程水處理廠的占地面積,使得進水處理的成本降低。

2超濾膜技術在環境工程水處理應用實踐中存在的問題

2.1凈水處理過程中形成超濾膜污染超濾膜技術在環境工程水處理應用中形成超濾膜污染,會使得原水通過超濾膜的容量減少、增加能源的損耗,導致自來水廠生產凈化水及進行自來水廠運行的成本增加等。超濾膜污染是在環境工程水處理中應用超濾膜凈水處理技術的一大障礙,如果在凈水處理過程中,超濾膜出現重度污染,需要使用化學藥劑進行超濾膜的清洗,現在我國自來水廠會大概每5個月進行一次超濾膜的清洗工作。對超濾膜的清洗操作復雜,而且清洗過程需要使用化學試劑,可能會在對超濾膜清洗過程中出現對水的再次污染。因此,我們的自來水廠應該加大對超濾膜的維護工作,減緩超濾膜受到污染的期限,可以延長超濾膜的使用周期。

2.2超濾膜技術能源損耗量大環境工程水處理中使用超濾膜凈化處理技術的應用條件是有足夠的動力作為驅動,由于需要使用外來動力完成,因此采用此技術進行水的凈化處理會使得能源損耗量增加,導致自來水廠將原水進行加工處理的成本增加。因此,我們在選擇超濾設備的時候,應該首先查看其能耗情況,盡量選取能耗較少的過濾設備,可以利用能耗低的一些運行方式進行水源處取水。

2.3超濾膜處理技術組合選擇缺陷超濾膜凈水處理技術的選擇直接影響著超濾膜污染情況及自來水廠生產純凈水的成本,因此,我們在環境工程水處理進行處理工藝選擇的時候,需要進行現場的考察,根據水源處水抽取水原料的特點進行凈水處理工藝選擇分析。總結凈水處理實踐經驗,對于有些水原料,其水的硬度較大,水中含有高濃度的無機鹽物質的時候,可以采用雙膜凈水處理工藝;對于在水質較好的地方建設的凈水處理廠,在水源處抽取的水原料水質較好,不需要過多的精水處理工序,可以選擇短流程凈水處理技術,也可以使用超濾替代傳統濾池進行過濾的凈水處理工藝進行凈水處理,能夠減輕過濾膜對水的污染,較少凈水處理流程,縮減凈水處理設備占用面積,節約自來水廠生產純凈水的成本;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,保證水的質量。進行精水處理的難度較大,會采取傳統的凈水處理與深度處理及超濾凈水處理技術相結合的方式進行水的凈化處理。采取此種方式進行的凈化處理,需要在原有的凈化處理廠的基礎上建筑新的凈化處理設施,占用的面積比較大,使得凈化處理廠的投資成本增加,而且進行凈水處理工藝環節增加,各道工序都需要有一定的成本投入,最終提高了自來水廠生產純凈水的成本。一般這種工藝僅適用于經濟相對發展水平高的地區,能夠承受高額的資金負擔。

3解決超濾膜存在問題的措施

3.1研發新生代濾膜超濾膜受到污染后,可能會導致凈化處理后水的二次污染,影響水質;對超濾膜進行清洗處理需要使用化學藥劑,操作復雜。因此我們需要進行新生代濾膜的研發,研發的濾膜較傳統使用的濾膜更具優勢,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的時間內可以穩定使用,減少濾膜及使用組件的生產成本及使用成本。

3.2提升超濾膜清洗處理水平在不斷地凈水處理實踐中總結經驗,根據不同的超濾膜污染問題進行區別處理,提前做好準備,遇到實際超濾膜污染問題,能夠為進行超濾膜清洗進行有效地指導。自來水廠進行凈水處理需要根據在水源處抽取的水原料水質情況,對原水水質進行合理分析,選擇適宜的凈水處理技術進行水的處理,提高水質的同時,能夠減少超濾膜的污染。

3.3完善超濾膜處理技術組合目前,我國對自來水處理的研究越來越深入,與傳統的自來水處理工藝相比,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水體的波動。但是超濾膜處理之后的水體會殘留大量的分子,而且對一些易溶解的有機物、鹽以及小分子有機物的處理效果比較差。所以很多的科學家通過將超濾膜與其他工藝進行結合,再研究結合后的工藝對水體處理的效果,結果表明結合之后的工藝對水體的處理效果產生了很大的改變,所以要加強超濾膜與其他工藝的結合,繼而加強對自來水的處理效果。

3.3.1加強超濾膜與粉末活性炭的組合工藝的應用很多專業人員都在通過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超濾膜工作性能的影響。結果可以發現,投入的劑量越大,膜穩定運行的時間越長,但是通量下降率會隨之降低。并且還發現投加的劑量幾乎不影響超濾膜的過濾阻力。隨著投入劑量的增加,加強了工藝對水體中有機的過濾效果,兩者形成互補關系。并且該工藝還可以調節出水濁度,能夠對出水的致突變活性進行有效的抑制。并且還能夠降低有機物在水體中濃度,在消毒的過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超濾膜進行預處理,能夠明顯的提高超濾膜對有機物、消毒副產物等物體的過濾效果。并且大量的實驗表明,此工藝雖然可以去除更多的有機物,但是其不能夠增大過濾膜的通量,增大超濾膜被污染的概率。所以要加強此工藝膜的通量,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行水處理。

3.3.2加強混凝—超濾膜組合工藝的應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,還可以提高對有機物的去除效果。混凝—超濾膜的組合工藝能夠對水體中的任何一種有機物進行有效的去除,對濁度的去除率能夠保持在99.5%以上,對TOC的去除率保證在45%～50%。對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行結合,增強工藝對水體的凈化效果。

3.3.3加強對工藝的創新研究目前,世界上主要將以上的兩種工藝作為工藝研究的主要對象,并且也取得了很顯著的效果。我們也可以將預處理工藝和超濾膜過濾工藝進行結合,將超濾膜與粉末活性炭的組合工藝和紫外線消毒的工藝結合起來,進而可以充分的提高超濾膜進行物理過濾的能力,并且活性炭也能夠更好的吸附小分子物質,還可以減小紫外線消毒產生的副產物。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定的物體含量。如果通過吸附-超濾膜工藝來對水體中的氟元素進行過濾,在保證取得合適的活性氧化鋁顆粒的大小情況下,膜區不容易出現曝氣的情況,而且沉淀區和反應區的回流比值保持在0.5,對氟元素的去除效果是比較明顯的,并且還能夠降低對超濾膜的污染,保證工藝系統可以長時間的穩定工作。

4結語

我國經濟發展速度不斷加快,各個方面都有了一定的發展,人們對生活質量的要求也越來越高,尤其是關乎生命安全及身體健康的問題都牽動著每位居民的關注。供水企業在新的形勢下面臨新的挑戰,急需采取有效地措施進行水的處理,保證提供安全、高質的供水,目前,自來水廠面臨的主要問題主要表現為:由于生產、生活廢水大量的排放,導致自來水廠在水源處抽取的水原料中含有許多被污染的有害物質,水源處水質大幅度下降;由于生態、環保、健康等各種可持續價值觀念的影響,城市居民對飲用水質量的要求提高,他們要求對飲用水進行最有效地進化處理,限制飲用水中污染物質的含量。因此,我國自來水廠需要在原有的基礎上進行新型精水處理技術的研發,試驗,解決飲用水質量問題,使生產出的飲用水滿足城市居民用水標準需求。環境工程水處理中使用超濾膜凈水處理技術,極少水中雜質及對人體有害的有機物質,保證生產的自來水能夠滿足相關要求,保證水的質量安全及引用需要。

作者：朱國軍單位：煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司