淺析5種膜分離技術處理煤礦礦井污水
近年來,我(wo)國(guo)每(mei)年排污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量約(yue)400-500億m3,經處(chu)理(li)后排放(fang)的(de)僅15-25%,由于污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)到處(chu)橫(heng)流,使我(wo)國(guo)各大水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源都產(chan)生不(bu)同(tong)程(cheng)度(du)的(de)污(wu)(wu)(wu)染(ran),水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境嚴重(zhong)惡化(hua)。所以(yi)(yi),加強污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)度(du)治理(li),使之不(bu)僅達(da)標(biao)(biao)排放(fang)而且還(huan)可(ke)大量回用(yong)(yong),非(fei)常必要(yao),這對(dui)改善(shan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境、緩(huan)解(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源的(de)不(bu)足,節約(yue)寶貴(gui)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源都是十分重(zhong)要(yao)的(de)。城市及工業(ye)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)經過深(shen)度(du)處(chu)理(li)后可(ke)用(yong)(yong)于農業(ye)灌(guan)溉、工業(ye)生產(chan)、城市景(jing)觀、市政綠化(hua)、生活雜用(yong)(yong)、地下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回灌(guan)和補充(chong)地表水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)等方面的(de)應(ying)用(yong)(yong)。傳統水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)技術(shu)(shu)能夠消(xiao)除部分污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu),將COD、BOD以(yi)(yi)及重(zhong)金融(rong)等污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)指標(biao)(biao)降到安全排放(fang)標(biao)(biao)準(zhun)或雜用(yong)(yong)(中水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui))標(biao)(biao)準(zhun),但無法完全消(xiao)除排水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中所含的(de)微量溶解(jie)性污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu)。采用(yong)(yong)反滲透膜(mo)技術(shu)(shu)可(ke)徹(che)底去除這些污(wu)(wu)(wu)染(ran)物(wu),實現嚴格意(yi)義下的(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再生。用(yong)(yong)傳統處(chu)理(li)工藝(yi)和膜(mo)技術(shu)(shu)集(ji)成(cheng),可(ke)將污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)或廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)變(bian)成(cheng)不(bu)同(tong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質標(biao)(biao)準(zhun)的(de)回用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),或使之循環回用(yong)(yong),這樣(yang)即緩(huan)解(jie)了(le)供(gong)求矛盾,又減(jian)少(shao)了(le)污(wu)(wu)(wu)染(ran),還(huan)可(ke)促進環保產(chan)業(ye)的(de)發展。
水環境質量的(de)嚴重惡化和(he)經(jing)濟的(de)高(gao)(gao)速(su)發展,迫切要求有(you)相應(ying)(ying)的(de)污水廢水資源(yuan)化的(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。在(zai)這一(yi)領域(yu)中膜(mo)(mo)分離(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)占有(you)重要的(de)位(wei)置(zhi)和(he)作用。膜(mo)(mo)分離(li)(li)作為(wei)一(yi)項高(gao)(gao)新技(ji)(ji)術(shu)(shu)在(zai)近40年來(lai)迅(xun)速(su)發展成(cheng)為(wei)產業化的(de)高(gao)(gao)效(xiao)節(jie)能(neng)分離(li)(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)過(guo)程(cheng)。40多年,電(dian)滲(shen)(shen)析(xi)、反(fan)滲(shen)(shen)透、微濾(lv)、超(chao)濾(lv)、納濾(lv)、滲(shen)(shen)透汽化,膜(mo)(mo)接(jie)觸和(he)膜(mo)(mo)反(fan)應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)相繼(ji)發展起來(lai),在(zai)能(neng)源(yuan)、電(dian)子、石(shi)化、醫藥衛(wei)生(sheng)、化工(gong)、輕工(gong)、食品、飲料行業和(he)日常生(sheng)活及環保領域(yu)等均獲得(de)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)(ying)用,產生(sheng)了顯著的(de)經(jing)濟和(he)社會(hui)效(xiao)益。社會(hui)的(de)需求使(shi)(shi)膜(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)應(ying)(ying)允而生(sheng),也是社會(hui)的(de)需求促使(shi)(shi)膜(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)迅(xun)速(su)發展,使(shi)(shi)膜(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)不斷創新、技(ji)(ji)術(shu)(shu)進步,完善,成(cheng)為(wei)單元操作,成(cheng)為(wei)集成(cheng)過(guo)程(cheng)中的(de)關鍵。
1連續膜(mo)過濾技(ji)術(shu)(CMC)
中空(kong)纖(xian)維膜由于比表面積大(da),膜組件的(de)裝(zhuang)填(tian)密度(du)大(da),所(suo)以(yi)設備(bei)緊湊;這種膜因紡制而成,工藝簡(jian)單(dan),所(suo)以(yi)生產成本一(yi)般低于其它(ta)的(de)膜:由于沒有支撐層均可(ke)以(yi)反(fan)向清洗,特(te)(te)別是一(yi)些(xie)耐污染性好,對氧化性清洗劑耐受性好的(de)膜的(de)出(chu)現(xian),使得(de)在大(da)規模的(de)污水處理工程(cheng)中,中空(kong)纖(xian)維膜的(de)應用有獨特(te)(te)的(de)優勢。
CMF技術的核心是高抗污染(ran)膜以及與(yu)之(zhi)相配合(he)的膜清(qing)洗技術,可以實現對(dui)膜的不(bu)停機在線清(qing)洗清(qing)洗,從(cong)而做到對(dui)料液(ye)不(bu)間斷連續(xu)處理,保證(zheng)設備的連續(xu)高效運行。
CMF目(mu)前主要用于大型城市污(wu)水處(chu)理(li)廠二沉池生水的(de)深度(du)處(chu)理(li)回用,海水淡化或大型反(fan)滲(shen)透系(xi)統的(de)預處(chu)理(li)。地表水地下(xia)水凈化、飲料澄清(qing)除濁(zhuo)等。
2膜生物(wu)反應(ying)器(MBR)
膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)是膜(mo)(mo)(mo)分(fen)離(li)技術(shu)和生(sheng)(sheng)物(wu)技術(shu)結合的新(xin)工藝。用(yong)在污水廢(fei)水處(chu)理領(ling)域,利(li)用(yong)膜(mo)(mo)(mo)件進行(xing)固液分(fen)離(li),截留的污泥(ni)或雜質回(hui)流(liu)至(或保留)在生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)中,處(chu)理的清水透過膜(mo)(mo)(mo)排水,構成了(le)污水處(chu)理的膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應(ying)器(qi)系統(tong),膜(mo)(mo)(mo)組件的作用(yong)相當于傳統(tong)污水生(sheng)(sheng)物(wu)處(chu)理系統(tong)中的二(er)沉池(chi)。
MBR中使(shi)用的膜(mo)(mo)有平(ping)板(ban)膜(mo)(mo)、管(guan)式(shi)膜(mo)(mo)和中空纖維(wei)膜(mo)(mo),目前主要以(yi)中空纖維(wei)膜(mo)(mo)為主。
生活(huo)污水經MBR處理(li)后,生水水源已達到很高的水標準(zhun)。此(ci)方法(fa)不僅(jin)限于(yu)處理(li)生活(huo)污水,MBR技(ji)術也(ye)廣泛地用于(yu)染色廢(fei)水,洗毛廢(fei)水、肉類加(jia)工污水等水處理(li)系統。MBR系統的另(ling)一個特點是規模可(ke)大可(ke)小,小裝置(zhi)(zhi)可(ke)用于(yu)一個家庭,大型裝置(zhi)(zhi)日處理(li)量可(ke)達數萬立方米。
3反滲(shen)透技(ji)術(RO)
反滲(shen)透技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是20世紀60年代初(chu)發(fa)展(zhan)起來的(de)(de)以壓力(li)為驅(qu)動力(li)的(de)(de)膜分(fen)離技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。該技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)是從海水、苦咸水淡化(hua)(hua)而發(fa)展(zhan)起來的(de)(de),通常稱(cheng)為“淡化(hua)(hua)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)”。由于(yu)反滲(shen)透技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)具有無相變,組件化(hua)(hua)、流程簡單,操作方便,占(zhan)面積(ji)小、投資少,耗能低等優點(dian),發(fa)展(zhan)十(shi)分(fen)迅(xun)速。RO技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)已廣泛(fan)用于(yu)海水、苦咸水淡化(hua)(hua),純水、超(chao)純水制備,化(hua)(hua)工(gong)分(fen)離、濃縮、提純,廢(fei)水資源化(hua)(hua)等領域。工(gong)程遍布電力(li)、電子、化(hua)(hua)工(gong)、輕(qing)工(gong)、煤(mei)炭(tan)、環保、醫(yi)藥、食品(pin)等行(xing)業。
廢(fei)水(shui)資源(yuan)化(hua)是有(you)開發增量淡水(shui)資源(yuan)與(yu)保護環境雙重目的。無機系列廢(fei)水(shui)處(chu)理與(yu)海水(shui)苦(ku)咸水(shui)淡化(hua)采用同類裝并具(ju)有(you)較多共性工(gong)藝技術。RO可使廢(fei)液中(zhong)的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫(tuo)除(chu)除(chu)90-99%。
目前,反(fan)(fan)滲(shen)透技(ji)術(shu)在城(cheng)市污水(shui)(shui)深度處(chu)理(li),一(yi)些(xie)工業(ye)廢(fei)水(shui)(shui)深度處(chu)理(li)方(fang)面的應用(yong)受到了高(gao)度重(zhong)視,包括中(zhong)水(shui)(shui)回用(yong),污水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠(chang)二級(ji)出水(shui)(shui)的深度處(chu)理(li),經初(chu)級(ji)處(chu)理(li)后的工業(ye)廢(fei)水(shui)(shui)深度處(chu)理(li)制取優質(zhi)淡(dan)水(shui)(shui)。中(zhong)東(dong)不少(shao)缺水(shui)(shui)國家,在大(da)量采用(yong)反(fan)(fan)滲(shen)透海水(shui)(shui)淡(dan)化技(ji)術(shu)的同時,引入反(fan)(fan)滲(shen)透技(ji)技(ji)術(shu)處(chu)理(li)二級(ji)污水(shui)(shui),出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)可(ke)達(da)TDS≤80mg/L,擴大(da)了淡(dan)水(shui)(shui)資源。如(ru)中(zhong)東(dong)地區(qu)、澳大(da)利(li)亞(ya)、新加坡等國都有這方(fang)面的大(da)型工程實例(li)。
4集成膜過程污(wu)水深度(du)處理方法
集成(cheng)膜過程(cheng)是將超(chao)濾(lv)/微(wei)(wei)濾(lv)與反(fan)滲透(tou)(或納濾(lv))結合使用,形成(cheng)能夠滿足(zu)各咱回用目的(de)(de)的(de)(de)污水深度處(chu)理工(gong)藝(yi)。超(chao)濾(lv)、微(wei)(wei)濾(lv)可以作為獨立(li)的(de)(de)高(gao)級(ji)三級(ji)處(chu)理方法,也是反(fan)滲透(tou)過程(cheng)理想的(de)(de)預處(chu)理工(gong)藝(yi),抗污染能力強、性能優(you)越的(de)(de)超(chao)濾(lv)、微(wei)(wei)濾(lv)單元(yuan)代替了復(fu)雜的(de)(de)傳統處(chu)理工(gong)藝(yi),而且出(chu)水品質(zhi)遠(yuan)高(gao)于三級(ji)出(chu)水指標,不但(dan)完全可以去(qu)除污水中的(de)(de)細(xi)菌和(he)(he)懸浮物,對(dui)COD、BOD也有一定的(de)(de)卻除效果。在(zai)超(chao)濾(lv)、微(wei)(wei)濾(lv)之后使用的(de)(de)反(fan)滲透(tou)膜,其清(qing)洗周期由(you)采用傳統預處(chu)理工(gong)藝(yi)的(de)(de)3-4周增加到半(ban)年(nian)以上,膜壽命(ming)可延長(chang)到達-6年(nian)。膜集成(cheng)污水再生工(gong)藝(yi)具有系統穩(wen)定、維護少、占地小、化學(xue)品用量(liang)少、流程(cheng)簡單和(he)(he)運行費(fei)用低等優(you)點。
新(xin)一代(dai)(dai)中空纖維(wei)超濾(微濾)膜(mo)(mo)與傳(chuan)統產品相比,具有機械強度(du)高、抗氧化、抗污染、高通量等(deng)特點,在運行工藝上,采用(yong)了(le)(le)(le)低壓操作、反沖清洗、氣水(shui)(shui)沖洗等(deng)新(xin)技(ji)術(shu),使(shi)得(de)超濾膜(mo)(mo)裝置(zhi)能夠在污染傾向極強的(de)(de)(de)(de)污水(shui)(shui)介(jie)(jie)質(zhi)中保(bao)持穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)性(xing)能,超濾膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)范圍(wei)(wei)因此擴(kuo)展到了(le)(le)(le)能適應(ying)(ying)于多種復(fu)(fu)雜的(de)(de)(de)(de)介(jie)(jie)質(zhi)環(huan)境,同時大大擴(kuo)展了(le)(le)(le)反滲(shen)透技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)范圍(wei)(wei),新(xin)一代(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)超濾膜(mo)(mo)及其(qi)系(xi)統應(ying)(ying)用(yong)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)范圍(wei)(wei),新(xin)一代(dai)(dai)的(de)(de)(de)(de)超濾膜(mo)(mo)及其(qi)系(xi)統應(ying)(ying)用(yong)技(ji)術(shu)將膜(mo)(mo)技(ji)術(shu)帶到了(le)(le)(le)一個全新(xin)的(de)(de)(de)(de)時代(dai)(dai),徹底(di)改變了(le)(le)(le)膜(mo)(mo)法(fa)水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)技(ji)術(shu)必須(xu)依托于復(fu)(fu)雜、精細的(de)(de)(de)(de)預處(chu)理(li)(li)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)形象,使(shi)膜(mo)(mo)技(ji)術(shu)應(ying)(ying)用(yong)于二級出(chu)水(shui)(shui)、三級出(chu)水(shui)(shui)以及多種原(yuan)廢(fei)水(shui)(shui)等(deng)許(xu)多復(fu)(fu)雜的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)體系(xi)的(de)(de)(de)(de)深度(du)處(chu)理(li)(li)。
5傳統處理方(fang)法
傳統污水(shui)三級處(chu)理(li)工藝(yi)(yi),主要(yao)的(de)工藝(yi)(yi)單元有(you)石灰澄清、重(zhong)碳酸化、絮(xu)凝、沉(chen)降、過濾(lv)和氣浮(fu)等。根據具(ju)體污水(shui)排入物(wu)質(zhi)的(de)成分的(de)不同,處(chu)理(li)方式有(you)所(suo)差異。傳統處(chu)理(li)工藝(yi)(yi)存在(zai)著工藝(yi)(yi)復雜、水(shui)利用(yong)率(lv)低、化學(xue)品消耗量大的(de)弊病,而且由于無法徹底去除生物(wu)絮(xu)體及膠體物(wu)質(zhi),致使清洗頻繁,影響了(le)出水(shui)水(shui)質(zhi)。

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