2021/2/4 10:33:07
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隨著如今工業(yè)的發(fā)展和人口數(shù)量的增多,水污染程度也在不斷增加,被污染的水體如果直接進(jìn)入環(huán)境中就會(huì)帶來(lái)各種嚴(yán)重的污染問(wèn)題,如水資源、大氣、土壤污染問(wèn)題,日益緊張的水資液也給人類的生存敲響了警鐘,此時(shí)水處理就顯得格外重要。隨著技術(shù)不斷成熟超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程水處理中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
在環(huán)保工程中,用于水處理的技術(shù)根多,例如生物法、溶膠一凝膠法、混沉淀法等等,每種方法都有各自的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),實(shí)際工程中對(duì)于不同要求的水質(zhì)常將承戴不同技術(shù)的構(gòu)筑物組合起來(lái),以達(dá)到出水水質(zhì)目標(biāo)。
超濾膜技術(shù)是最近幾十年間才發(fā)展起來(lái)的新型水處理技術(shù),與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比,超濾膜技術(shù)在水處理過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)在于效率高、能耗低、處理水量大等,隨著技術(shù)的不斷成熟,超濾膜技術(shù)不僅在工業(yè)污水處理中得到了成熟的應(yīng)用,而且在城市飲用水凈化領(lǐng)域也逐漸體現(xiàn)出較為廣闊的應(yīng)用前景。
超濾膜技術(shù)是一種膜透過(guò)分離技術(shù),其濾過(guò)能力介于納濾和微濾之間,其工作原理是:
在溶液通過(guò)一種半透膜的時(shí)候,在壓力的作用下,溶劑和溶質(zhì)中的小分子物質(zhì)可通過(guò)濾膜到達(dá)膜的另一側(cè),而溶質(zhì)中的大分子物質(zhì)和膠體則由于無(wú)法通過(guò)濾膜孔洞而被攔截下來(lái),隨著溶液不斷流過(guò),膜上被攔截的物質(zhì)也越來(lái)越多,因此要想實(shí)現(xiàn)超濾作用就得對(duì)溶劑施加更大的壓力,與此同時(shí)在膜的表面形成的物質(zhì)也展現(xiàn)出一定的化學(xué)特性,對(duì)于一些污染物也具有截留和分解的作用,從而實(shí)現(xiàn)水的凈化。
隨著大分子物質(zhì)不斷高集在膜表面濾過(guò)的速度不斷降低,出現(xiàn)“濃度極化”的現(xiàn)象,為使超濾能夠持續(xù)有效地進(jìn)行,實(shí)際工作中常使用攪排式超濾裝置來(lái)消除”濃度極化”的現(xiàn)象。
相對(duì)于其他水處理技術(shù)而言,超濾膜技術(shù)具有很多無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì):
第一,超濾膜化學(xué)穩(wěn)定性高,可耐高溫、耐酸、耐堿,因此對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求不高,通用性強(qiáng);
第二,超濾膜技術(shù)原理簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn),節(jié)約勞動(dòng)力,且操作簡(jiǎn)便、易于維護(hù),運(yùn)行安全穩(wěn)定;
第三,超濾膜技術(shù)屬于物理方法,在水處理過(guò)程中并不需加任何化學(xué)藥劑,因此可有效的防止水體的出現(xiàn)二次污染的情況;
第四,超濾膜技術(shù)效率高,處理水量大,尤其是對(duì)污染較小的城市飲用水處理,展現(xiàn)出極高的作效率;
隨看社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)飲用水安全要求越來(lái)越高,但與此同時(shí)我國(guó)城市用水源地的污染也日益嚴(yán)重,直接取水的水質(zhì)越來(lái)越無(wú)法滿足飲用水的標(biāo)準(zhǔn),因此必需要對(duì)城市飲用水進(jìn)行凈化。
城市飲用水主要來(lái)源于地下水和地面水兩種,兩種水源的污染機(jī)理不同,飲用水的來(lái)源主要但據(jù)地下水和地面水兩種,兩種水源的污染機(jī)理不同,但污染物都主要為無(wú)性生物、細(xì)菌,真菌、病毒、懸浮物等。
傳統(tǒng)的飲用水凈化方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物和菌類的滅活凈化,以及對(duì)微米級(jí)懸浮物顆粒的凈化,而超濾膜技術(shù)在此基礎(chǔ)上還可實(shí)現(xiàn)對(duì)納米級(jí)顆粒的有效去除,因此出水水質(zhì)更高,對(duì)城市居民飲水健康具有重要意義。
不可再生資源,地球上可供人類飲用的淡水資源日益枯竭,水資源短缺已經(jīng)成為當(dāng)代人類面臨的最緊迫問(wèn)題之一。海水淡化被認(rèn)為是解決飲用水危機(jī)的有效途徑,目前在世界范圍內(nèi)研究較多的海水談化技術(shù)是電滲析技術(shù),雖然電滲析被認(rèn)為是可以使海水淡化的有效方法,但其運(yùn)行成本高昂且回收率低,隨著技術(shù)的發(fā)展,超濾膜技術(shù)開(kāi)始被用于反透海水淡化中,其優(yōu)異的分離性能和物化性能使得海水淡化的效率進(jìn)一步提升,同時(shí)將耗能大幅降低。
電工業(yè)產(chǎn)生的廢水量巨大,而且含有大量的六價(jià)鉻、銅、鎳等重金屬,危害性極強(qiáng),可生化性極低,實(shí)際工作中常采用鐵氧化法電解法等等,但鐵氧化法會(huì)產(chǎn)生大量的污泥,這些污泥還需進(jìn)一步處理:電解法雖然可以很好地處理電廢水,但運(yùn)行成本較高,不適合大范圍推廣。而將超濾購(gòu)技術(shù)和反滲透技術(shù)聯(lián)合使用被認(rèn)為是電廢水處理的有效方法,其利用兩種膜技術(shù)能夠使電鍍廢水中大部分的重金屬、有機(jī)碳和硝酸鹽被去除,并且超濾膜的使用也降低了滲透膜的污染,提高使用壽命。
含油廢水的主要來(lái)源包括原油泄漏、屠宰場(chǎng)廢水以及生活廢水等,其主要成分是浮油、分散油、乳化油和重油等,常用的含油廢水處理裝置是隔油池,但其對(duì)乳化油卻無(wú)法處理,因此常采用氣浮法進(jìn)行軸助處理。由于乳化油分子一般較大,因此可采用超濾膜技術(shù)使含油廢水在加壓的條件下通過(guò)超濾膜,乳化油及其他大分子污染物就會(huì)被截留下來(lái),去除效率較高。
城市污水回用是緩解城市用水壓力的重要措施,將城市生活污水經(jīng)過(guò)處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后將其用于城市綠化用水以及城市中水系統(tǒng)。使用超濾膜技術(shù)可快速將城市污水處理達(dá)標(biāo),由于城市污水一股可生化性較好,在實(shí)際工作中,為了提高出水水質(zhì),常將周期循環(huán)活性污泥法(CASS)與超濾膜技術(shù)同時(shí)使用。在水力作用時(shí)間為12小時(shí)的條件下,該法COD去除率達(dá)到86%以上.氨氮的去除率達(dá)到90%以上,出水的pH值范圍為7.25-7.89,達(dá)到了城市水回用標(biāo)準(zhǔn)。
超濾膜技術(shù)除了可以提高出水水質(zhì)外,還能將大量的有用固態(tài)物質(zhì)濃縮回收,最典型的應(yīng)用就是在食品工業(yè)領(lǐng)域。食品工業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有大量的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、酵母等,這些物質(zhì)如果排放到外界環(huán)境中不但會(huì)造成環(huán)境的污染,而且還會(huì)造成大量的浪費(fèi),因此采用超濾模技術(shù)將廢水中的有用成分截留下來(lái),同時(shí)水中的BOD和COD等也從水中被分離出來(lái),將分離出的周態(tài)物質(zhì)經(jīng)過(guò)提取回收,可為企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。
綜上所述,超濾膜技術(shù)是環(huán)保工程水處理的一項(xiàng)重要技術(shù),其在城市污水處理和各種工業(yè)廢水處理以及有用物質(zhì)回收等方面都具有極為廣闊的應(yīng)用前景。目前,超濾膜技術(shù)的研究方向一個(gè)是發(fā)明更高效的超濾裝置,另一個(gè)是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)與其他水處理技術(shù)相結(jié)合,提高出水質(zhì)量。
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