膜分离技术及其在水处理中的应用分析论文_王新翠,钱凤红,刘志强,张雪华

膜分离技术及其在水处理中的应用分析论文_王新翠,钱凤红,刘志强,张雪华

山东德利环保工程有限公司 山东烟台 264002

摘要:随着现代人们生活水平的不断提高,生活污水及城市生活垃圾也与日俱增,随之产生各种问题需解决,其中垃圾渗沥液怎样处理到无害化是各种问题中比较难处理的问题之一。膜分离技术的出现解决了垃圾渗沥液出水的直排问题,但是针对不同水质,选用何种膜处理效果好成了首要解决的问题。

关键词:膜分离技术;垃圾渗沥液;处理;应用

引言

目前在水处理工艺上出现的膜种类繁多,让人眼花缭乱,膜分离技术大体分为超滤、纳滤、反渗透。超滤的应用工艺为MBR即:生化+超滤也就是膜生物反应器,MBR分为外置式MBR和内置式MBR,应用在外置式MBR中的超滤膜主要是气提竖式管式膜和错流横式管式膜,内置式MBR为板框式超滤膜和膜丝式超滤膜。

1、膜分离技术在饮用水处理中的作用

过去很长一段时间内,人们在对饮用水的处理上都通过氯对饮用水进行消毒,近几年研究结果表明,高投放氯量将会引发一系列的问题。例如,饮用水中的抗氯原病体难以被杀死,并且增加了三卤甲烷(一种致癌物)的形成几率,极容易造成化学污染的发生。在饮用水处理中对应用膜技术进行应用很好地克服了传统对饮用水处理的局限性,为人们提供优质的水源,不仅能够降低饮用水的浊度,将饮用水中的锰化合物和铁去除,而且在处理过程中可以减少对混凝剂的使用量,UF(超滤)可以完成对部分有机物的截留,RO(反渗透)和NF(纳滤)可以将饮用水中的有机物和病毒完全去除,MF(微滤)和UF能够降低饮用水的浑浊度。

2、膜分离技术对大气污染控制中的应用

人类的生活和生产会产生大量的污染气体,例如石油或煤的燃烧可能会形成硫氧化物,引发酸雨,氦氧化物可能会导致光污染的形成,而氯氟烃可能会对大气的臭氧层造成破坏。利用膜分离技术对人类生活和生产排放的气体进行处理,与传统方法相比具有高效、节能、不产生二次污染、回收有机物等诸多优点,膜处理技术已经被广泛地应用在天然气分离、石油化工厂对氢气的回收、脱除酸性气体等各个方面。特别是在回收蒸汽方面,膜已经被发达国家商品化,具有很好的商业价值。我国吉林大学利用大连化学物理研究所的膜分离装置对排放气体中的烯烃进行分离,取得了不错的经济效益。此外,分离技术在空气脱湿、天然气脱H2S、CO2中也都有着不错的应用空间,应当加强对此方面的关注。

3、膜分离技术在垃圾渗沥液中的应用

由于内置板框式超滤膜对出水水质要求较高,单位出水量占用空间较大,在垃圾渗沥液中应用较少,现主要应用于水质不太复杂的生活污水和回用水中。外置式气提超滤膜由于工艺比较复杂,运行过程中容易出现各种问题,前几年在管式错流膜没出现时应用较多。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现主要介绍内置膜丝式超滤和外置错流超滤。

3.1 膜分离技术实例分析

虽然同为垃圾渗沥液,但由于生活习俗、生活水平、地理位置和垃圾填埋场年限不同等原因,各地的垃圾渗沥液成分有很大区别。一年中不同月份的垃圾渗沥液的的化验指标值也不同,现以山东某生活垃圾场垃圾渗沥液为例,作具体说明。

山东某垃圾场垃圾渗沥液运行一段时间后,根据化验数据可知在一年四季中,冬春季节污水浓度较高,在换季的时候出水水质不太稳定。这些情况对超滤在污水中的应用影响比较大,CODcr高,对超滤膜的污染程度就高,同时膜出水水质变差,增加后续纳滤和反渗透的负担。NH3-N高,出水的PH相应就大,容易在膜表面结垢。出现这种情况需要及时加酸,调节污水的PH,以减少膜化学清洗的频率。

在纳滤中加酸时,加什么酸,加在哪里,这是个问题。酸通常是盐酸和硫酸,盐酸气味大,易挥发,易损坏呼吸道粘膜,向污水中加入盐酸一般不会产生二次污染,PH不稳定时不会出现结垢现象。硫酸比较稳定,不挥发,但是硫酸根容易与污水中的钙、镁离子形成硫酸钙、硫酸镁沉淀,且不易分解。所以建议向污水中加酸调节PH时用盐酸。盐酸要加在超滤出水管道上,PH计安装在盐酸加入口1米以后,这样盐酸与水中碳酸根反映产生的CO2气体就会逸到空气中,不影响后续纳滤的处理。反之,如果加到纳滤进水管道上,那么气体就会聚集在纳滤进水泵中,使进水泵形成空转,损坏水封,最终导致水泵漏水损坏,同时纳滤膜中聚集大量气体,使整个系统中压力不均匀,膜局部受力过大,而导致纳滤膜损坏,使膜出水不达标,增加运行成本。

3.2 膜分离技术在垃圾渗沥液处理中的实验数据及问题处理

由于各地垃圾渗沥液水质的不同,所选用的膜也有相应的变化,现用内置式膜丝超滤装置做试验,验证其是否适用于山东某生活垃圾场垃圾渗沥液处理的要求,经过一段时间的试验,从运行数据中的膜出水压力和产水量可知浸没式超滤膜的污染速度较快,大概5天左右在线清洗1次,1个月左右离线清洗一次。在线清洗时化学药剂会有少量外漏到活性污泥中,使活性污泥活性降低,而死泥也会部分附着于膜表面,加快膜的污染,在线清洗后活性污泥还没有恢复正常状态又要进行清洗,久而久之就会形成恶性循环。由于离线清洗比较耗费时间,一个月清洗一次,假如有15组膜,每天清洗一组,那么一个月中有半个月的时间都在清洗膜,现实中不容易实现。所以在山东某用内置膜丝式超滤处理垃圾渗沥液不可行。

经过多次中试,对于不同的膜的比较,最终山东某垃圾场现选择的是外置式错流管式膜,现运行状况良好,出水水质、水量均达到设计标准,这种膜适合山东某的垃圾渗沥液。

结语

膜分离技术于20世纪初产生,在20世纪60年代快速发展,并且得到了良好的反响,因而该项技术需要不断的加强完善,从而更好的运用于现代水处理环境工程中。膜分离技术包括了方便、环保、易于操控以及经济耗费低、回收水资源重利用率高等多项优点,所以国家应给予大量的经济支持和技术支持来发展此项技术,为国家的可利用水资源开发更多的供水渠道。总而言之,膜分离技术为国家的发展奠定了强大的技术基础之一。

参考文献:

[1]陈思贤,曹娟.膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].工业工程与技术,2014(8).

[2]董巧玲.探究新型膜分离技术在工业水处理中的应用[J].北京天灏柯润环境科技有限公司,2014(10).

论文作者:王新翠,钱凤红,刘志强,张雪华

论文发表刊物:《基层建设》2016年21期

论文发表时间:2016/12/5

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