淺談污水處理

【摘 要】如今環境污染日益嚴重,淡水資源的缺乏引人深思,我們不僅要節約用水,更要重視污水的處理和循環再利用.以高分子分離膜為代表的膜分離技術是一種新型、高效、環保的流體分離單元操作技術，反滲透技術近年來在國內應用最成功、發展最快、普及最廣。本文對應用反滲透技術處理污水后作為循環水補充水進行了研究。 

【關鍵詞】水資源；污水處理；循環水；反滲透技術 

　　現今社會我們最關注的就是環境問題,可是,人類為了自身的利益,把地球破壞得體無完膚.各大環境問題頻頻出現,水污染日益嚴重,污水的處理已經迫在眉睫,循環水的利用還不是很全面,因此,我們加大對水資源的關注力度. 

　　水是地球上最豐富的一種化合物。全球約有四分之三的面積覆蓋著水，地球上的水總體積約有13億8600萬千米立方，其中96.5%分布在海洋，淡水只有3500千米立方左右。若扣除無法取用的冰川和高山頂上的冰冠，以及分布在鹽堿湖和內海的水量，陸地上淡水湖和河流的水量不到地球總水量的1%。 

　　在這種淡水資源緊缺的情況下,我們不僅要節約用水,更要重視污水的處理和循環水的利用.以高分子分離膜為代表的膜分離技術是一種新型、高效、環保的流體分離單元操作技術，反滲透技術近年來在國內應用最成功、發展最快、普及最廣。反滲透技術的原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來.由于反滲透膜的膜孔徑非常?。▋H為10A左右），因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等（去除率高達97%-98%）.反滲透是目前高純水設備中應用最廣泛的一種脫鹽技術，它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物。 

　　反滲透膜分離技術作為當今世界水處理先進的技術，具有清潔、高效、無污染等優點，已在海水淡化、城市給水處理、純水和超純水制備、城市污水處理及利用、工業廢水處理、放射性廢水處理等方面得到廣泛的應用。產水通量和脫鹽率是反滲透過程中的關鍵參數,針對特定系統條件,水通量和脫鹽率主要受壓力、溫度、回收率、進水含鹽量、和PH值的影響。下文是反滲透膜法對城市污水處理技術進行探討。 

　　反滲透膜分離技術基本理論：在壓力差的推動下，容積擴散，水溶劑透過膜，把溶質、鹽（懸浮物、大分子、離子）截流。 

　　反滲透原理：當對鹽水一側施加的壓力超過水的滲透壓時，可以利用半透膜裝置從鹽水中獲取淡水。因此，反滲透過程必須具備兩個條件：一是必須有一種高選擇性和高滲透性（一般指透水性）的選擇性半透膜，二是操作壓力必須高于溶液的滲透壓。 

　　反滲透膜的透過機理：氫鍵理論，這個理論是由里德等人提出的，并用醋酸纖維膜加以解釋。這種理論是基于一些離子和分子能通過膜的氫鍵的結合而發生聯系，從而通過這些聯系發生線形排列型的擴散來進行傳遞。索里拉金等人提出了優先吸附－毛細孔流理論。他們以氯化鈉水溶液為例，溶質是氯化鈉，溶劑是水，膜的表面能選擇性吸水，因此水被優先吸附在膜表面上，而對氯化鈉排斥。朗斯代爾和賴利等人提出溶解擴散理論。該理論假定膜是無缺陷的“完整的膜”，溶劑和溶質透過膜的機理是由于溶劑與溶質在膜中的溶解，然后在化學位差的推動力下，從膜的一側向另一側進行擴散，直至透過膜。目前一般認為，溶解擴散理論較好的說明膜透過現象，當然氫鍵理論、優先吸附－毛細孔流理論也能夠對反滲透膜的透過機理進行解釋。 

　　反滲透膜及膜裝置類型：一般來說，反滲透膜應具備單位面積上透水量大，脫鹽率高；機械強度好，多孔支撐層的壓實作用??；化學穩定性好，耐酸、堿腐蝕和微生物侵蝕；結構均勻，使用壽命長，性能衰降慢；制膜容易，價格便宜，原料充足等以上這些特性。 

　　反滲透的流程：第一，預處理，一般有物理處理、化學處理和光化學處理三種。第二，高壓泵，提供膜生產所需產水流量及水質的壓力。常用泵的類型是單級、高速離心泵；柱塞泵；多級離心泵。通常單級離心泵效率最低，柱塞泵效率最高。對于小系統采用高速離心泵，對于大系統采用多級離心泵為佳。第三，操作與維護，是成功的系統性能的關鍵。為了盡早的發現潛隱的問題，須收集系統性能數據并定期分析。若發生了問題，應該采用合宜的尋找故障的技術，并與膜制造商和/或系統設計者切磋商量合宜的消除問題的措施。對不能控制的結垢、污染或堵塞，則需經常清洗膜以保持膜的性能。在膜裝置中，這些物質不可逆的積累將導致流體分布不均和產生濃差極化，這將造成膜通量與鹽截留率的減退，有時會使膜材料發生降解。這些導致了昂貴的膜單元的更換。已開發出的用于恢復因結垢或污染造成的不良的膜性能的技術，若能及早的識別出膜需清洗，則這些技術是非常有效的。清晰劑可用以從膜裝置中將微粒、膠體、生物和有機物移出。通常的做法是將清洗液按正向流動，低壓下通過膜裝置進行循環，直至污染物被去除。很少推薦進行反洗。第四，膜為系統的心臟，其性能可受與膜本身及其構型無關的一些因素的影響，例如預處理及系統的操作與維護，然而，需根據進料水的水質及最終用途仔細考慮選擇膜材料及膜構型。第五，后處理，在RO透過液使用前，通常需要對其作些后處理。至少，需要脫氣以去除為控制結垢對進料水酸化而產生的CO2和進行pH調節，以防止下游系統發生腐蝕。第六，最終用途，首先的考慮是產品水的具體用途，它決定了為滿足用戶需要的水質和水量。對飲用水，通常要求滿足公共衛生標準或世界衛生組織標準。對超純電子工業用水，水電阻率需達18MΩcm。然而產品的性能并不嚴格的要超過所需值，因為高于所需的產水量或產水水質將增加產品水的費用，產生明顯的負面影響。 

　　通過反透膜技術對污水的處理，水資料也得到了更好的利用，科技的發展日新月異，其潛在應用領域將會不斷擴大，這門新興的反滲透科學將會在今后的科學技術發展中大顯身手，發揮更大的作用。