日期：2022-05-27瀏覽： 來(lái)源:利菲爾特
我國(guó)人口眾多，淡水資源時(shí)空分布不均勻，水資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡；人口的不斷增長(zhǎng)又使水資源需求量逐年上升，工業(yè)的快速發(fā)展使水污染愈加嚴(yán)重，因此造成水資源缺短和水環(huán)境污染現(xiàn)象日趨嚴(yán)峻。目前，我國(guó)水資源供需矛盾比較突出，全國(guó)有300多個(gè)城市缺水，其中有114個(gè)城市嚴(yán)重缺水。21世紀(jì)我國(guó)水資源供需形勢(shì)非常嚴(yán)峻，水資源危機(jī)將成為所有資源問(wèn)題中最為嚴(yán)懲的問(wèn)題。要解決這一難題，除水資源的科學(xué)管理和優(yōu)化配量之外，充分發(fā)揮高新科技手段在水資源利用中的作用也是十分關(guān)鍵的。
近年來(lái)，我國(guó)每年排污水量約400-500億M3，經(jīng)處理后排放的僅15-25%，由于污水到處橫流，使我國(guó)各大水源都產(chǎn)生不同程度的污染，水環(huán)境嚴(yán)重惡化。所以，結(jié)合水處理設(shè)備的應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)污水的深度治理，使之不僅達(dá)標(biāo)排放而且還可大量回用，非常必要，這對(duì)改善水環(huán)境、緩解水資源的不足，節(jié)約寶貴的水資源都是十分重要的。城市及工業(yè)污水經(jīng)過(guò)深度處理后可用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、城市景觀(guān)、市政綠化、生活雜用、地下水回灌和補(bǔ)充地表水等方面的應(yīng)用。傳統(tǒng)水處理技術(shù)能夠消除部分污染物，將COD、BOD以及重金融等污染物指標(biāo)降到安全排放標(biāo)準(zhǔn)或雜用（中水）標(biāo)準(zhǔn)，但無(wú)法完全消除排水中所含的微量溶解性污染物。采用反滲透膜技術(shù)可徹底去除這些污染物，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格意義下的污水再生。用傳統(tǒng)處理工藝和膜技術(shù)集成，可將污水或廢水變成不同水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的回用水，或使之循環(huán)回用，這樣即緩解了供求矛盾，又減少了污染，還可促進(jìn)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。
水環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，迫切要求有相應(yīng)的污水廢水資源化的技術(shù)。在這一領(lǐng)域中膜分離技術(shù)占有重要的位置和作用。膜分離作為一項(xiàng)高新技術(shù)在近40年來(lái)迅速發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)化的高效節(jié)能分離技術(shù)過(guò)程。40多年，電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化，膜接觸和膜反應(yīng)過(guò)程相繼發(fā)展起來(lái)，在能源、電子、石化、醫(yī)藥衛(wèi)生、化工、輕工、食品、飲料行業(yè)和日常生活及環(huán)保領(lǐng)域等均獲得廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。社會(huì)的需求使膜技術(shù)應(yīng)允而生，也是社會(huì)的需求促使膜技術(shù)迅速發(fā)展，使膜技術(shù)不斷創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步，完善，成為單元操作，成為集成過(guò)程中的關(guān)鍵[1] [9]。
中空纖維膜由于比表面積大，膜組件的裝填密度大，所以設(shè)備緊湊；這種膜因紡制而成，工藝簡(jiǎn)單，所以生產(chǎn)成本一般低于其它的膜：由于沒(méi)有支撐層均可以反向清洗，特別是一些耐污染性好，對(duì)氧化性清洗劑耐受性好的膜的出現(xiàn)，使得在大規(guī)模的污水處理工程中，中空纖維膜的應(yīng)用有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[1] [7]。
CMF技術(shù)的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)膜的不停機(jī)在線(xiàn)清洗清洗，從而做到對(duì)料液不間斷連續(xù)處理，保證設(shè)備的連續(xù)高效運(yùn)行。
CMF目前主要用于大型城市污水處理廠(chǎng)二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理。地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等。
膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)結(jié)合的新工藝。用在污水廢水處理領(lǐng)域，利用膜件進(jìn)行固液分離，截留的污泥或雜質(zhì)回流至（或保留）在生物反應(yīng)器中，處理的清水透過(guò)膜排水，構(gòu)成了污水處理的膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，膜組件的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)污水生物處理系統(tǒng)中的二沉池[4]。
MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為主。
生活污水經(jīng)MBR處理后，生水水源已達(dá)到很高的水標(biāo)準(zhǔn)。此方法不僅限于處理生活污水，MBR技術(shù)也廣泛地用于染色廢水，洗毛廢水、肉類(lèi)加工污水等水處理系統(tǒng)。MBR系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是規(guī)?？纱罂尚?，小裝置可用于一個(gè)家庭，大型裝置日處理量可達(dá)數(shù)萬(wàn)立方米。
反滲透技術(shù)是20世紀(jì)60年代初發(fā)展起來(lái)的以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來(lái)的，通常稱(chēng)為“淡化技術(shù)”。由于反滲透技術(shù)具有無(wú)相變，組件化、流程簡(jiǎn)單，操作方便，占面積小、投資少，耗能低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展十分迅速。RO技術(shù)已廣泛用于海水、苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工分離、濃縮、提純，廢水資源化等領(lǐng)域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
廢水資源化是有開(kāi)發(fā)增量淡水資源與保護(hù)環(huán)境雙重目的。無(wú)機(jī)系列廢水處理與海水苦咸水淡化采用同類(lèi)裝并具有較多共性工藝技術(shù)。RO可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫除除90-99%。
目前，反滲透技術(shù)在城市污水深度處理，一些工業(yè)廢水深度處理方面的應(yīng)用受到了高度重視，包括中水回用，污水處理廠(chǎng)二級(jí)出水的深度處理，經(jīng)初級(jí)處理后的工業(yè)廢水深度處理制取優(yōu)質(zhì)淡水。中東不少缺水國(guó)家，在大量采用反滲透海水淡化技術(shù)的同時(shí)，引入反滲透技技術(shù)處理二級(jí)污水，出水水質(zhì)可達(dá)TDS ≤80mg/L，擴(kuò)大了淡水資源。如中東地區(qū)、澳大利亞、新加坡等國(guó)都有這方面的大型工程實(shí)例[9]。
集成膜過(guò)程是將超濾/微濾與反滲透（或納濾）結(jié)合使用，形成能夠滿(mǎn)足各咱回用目的的污水深度處理工藝。超濾、微濾可以作為獨(dú)立的高級(jí)三級(jí)處理方法，也是反滲透過(guò)程理想的預(yù)處理工藝，抗污染能力強(qiáng)、性能優(yōu)越的超濾、微濾單元代替了復(fù)雜的傳統(tǒng)處理工藝，而且出水品質(zhì)遠(yuǎn)高于三級(jí)出水指標(biāo)，不但完全可以去除污水中的細(xì)菌和懸浮物，對(duì)COD、BOD也有一定的卻除效果。在超濾、微濾之后使用的反滲透膜，其清洗周期由采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的3-4周增加到半年以上，膜壽命可延長(zhǎng)到達(dá)-6年。膜集成污水再生工藝具有系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)少、占地小、化學(xué)品用量少、流程簡(jiǎn)單和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
新一代中空纖維超濾（微濾）膜與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，具有機(jī)械強(qiáng)度高、抗氧化、抗污染、高通量等特點(diǎn)，在運(yùn)行工藝上，采用了低壓操作、反沖清洗、氣水沖洗等新技術(shù)，使得超濾膜裝置能夠在污染傾向極強(qiáng)的污水介質(zhì)中保持穩(wěn)定的性能，超濾膜的使用范圍因此擴(kuò)展到了能適應(yīng)于多種復(fù)雜的介質(zhì)環(huán)境，同時(shí)大大擴(kuò)展了反滲透技術(shù)的應(yīng)用范圍，新一代的超濾膜及其系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用范圍，新一代的超濾膜及其系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)將膜技術(shù)帶到了一個(gè)全新的時(shí)代，徹底改變了膜法水處理技術(shù)必須依托于復(fù)雜、精細(xì)的預(yù)處理系統(tǒng)的形象，使膜技術(shù)應(yīng)用于二級(jí)出水、三級(jí)出水以及多種原廢水等許多復(fù)雜的水質(zhì)體系的深度處理。
傳統(tǒng)污水三級(jí)處理工藝，主要的工藝單元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、過(guò)濾和氣浮等。根據(jù)具體污水排入物質(zhì)的成分的不同，處理方式有所差異。傳統(tǒng)處理工藝存在著工藝復(fù)雜、水利用率低、化學(xué)品消耗量大的弊病，而且由于無(wú)法徹底去除生物絮體及膠體物質(zhì)，致使清洗頻繁，影響了出水水質(zhì)。
結(jié)論
（1） 煤礦礦井廢水處理回用的綜合運(yùn)行費(fèi)用為：2.185-2.465元/噸。其中膜法的處理費(fèi)用最低為:2.185元/噸。這樣的價(jià)格對(duì)干旱缺水的西北地區(qū)是很有吸引力的。
（2）用膜法處理煤礦礦井廢水并回用在技術(shù)上是完全可靠的，國(guó)內(nèi)外都有成功經(jīng)驗(yàn)。
（3）隨著工業(yè)的快速發(fā)展，水資源的污染日益嚴(yán)重，缺水現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，工業(yè)廢水的回收利用將會(huì)提到議事日程。
（4）從環(huán)境保護(hù)方面講，對(duì)礦井廢水進(jìn)行回收再利用具有非常重要的環(huán)境意義。
（5）對(duì)礦井廢水進(jìn)行回收再利用，不但可以減少?gòu)U水排放量，又可以使廢水資源化，應(yīng)該說(shuō)，它是一種水資源再生的希望方法，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有效途徑之一。
（6）膜法處理煤礦礦井廢水并回用，不但在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益都非常顯著。
