刘晨
天津中水有限公司 天津市 300000
摘要：水是人们日常生活中不可缺少的一部分，但是在现在社会发展中，水资源特别是淡水资源短缺成为人们关注的主要问题。再生水是解决水资源短缺的方法，它主要用于城市、农业、工业等。再生水的处理方法主要是膜处理技术，这种方法处理的再生水具有水质优良、分离系数大、自动化程度高等特点，对解决目前的水资源危机、环境危机等有非常重要的作用。本文主要分析了再生水膜处理技术的原理、膜处理技术的应用、膜处理技术的选择以及发展前景等，希望能为再生水处理技术提供一定的帮助。
关键词：再生水；膜处理技术；选择；应用
引言：随着社会的快速发展，水资源危机已经成为重要的环境问题，再生水处理也由此迅速发展起来，它能有效缓解水资源短缺的问题。再生水主要用于城市非饮用水、农业灌溉、工业生产、景观环境等，它们对再生水的水质要求是不一样的，传统的再生水处理方法已经不能满足人们对水质的要求，需要寻找更有效的方法保证水资源的可再生利用。膜处理技术由于具有优良和稳定的出水水质、较小的占地面积、易于自动化生产，因此在再生水处理中的应用最为广泛。本文主要对再生水处理上膜处理技术的选择应用进行分析，以提高再生水的处理质量。
1.膜处理技术的发展现状
膜处理技术的研究最早出现在二战后的美国和英国,通过大力促进对微孔滤膜的制造技术和应用研究,重视其净水效果,使得微滤技术得到了迅速发展,而在1987 年,在美国科罗拉多州建成了全球第一饮用水厂,通过外压式中空纤维聚丙烯微滤膜(孔径0.2μm)实现对于再生水的进化处理,效果显著,之后更多的国家对膜分离技术净化原水的研究及应用格外重视,针对水源的污染问题采用膜处理技术解决,对水中悬浮颗粒、微生物、有毒有害有机物以及无机物分离沉淀,减少消毒副产物的含量,以确保再生水的水质,历史上应用最早、使用最广泛的滤膜是微滤膜,而我国是在上个世纪90年代开始采用膜技术对市政饮水处理,直到21 世纪00 年代中期膜处理技术才得到广泛的应用[1]。
2再生水膜处理技术的原理分析
再生水处理中膜处理技术的应用最为广泛。它主要是利用滤膜对再生水进行物理分离，以达到水质净化的目的，主要用于去除水中的有机化合物、微生物、氮、磷、无机盐等物质，保证水的质量，消除可能对人体造成伤害的物质。它分为膜生物反应器和连续滤膜两种处理方法[2]。膜生物反应器处理的再生水水质较好，便于自动控制，而连续滤膜法设备简单、设备自动运行且费用较低、使用寿命长。但是这两种方法共同的缺点是投资大、成本高，并且膜容易堵塞，需要通过化学清洗的方法来预防膜被污染。膜处理技术处理再生水的主要工作流程是将原水通过格栅到达调节池，利用膜生物反应器对水质进行金华，再对水质进行消毒，这样出来的水就人们需要的再生水。
3 再生水处理上膜处理技术的应用
再生水处理上的膜处理技术应用主要有微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜四种，这四种膜在应用中都有自身的特点，下面逐一进行分析。
3.1 微滤膜技术分析
微滤膜属于压力驱动的膜分离技术，它的孔径是0.01～10.00μm之间，由于它的孔径比较大，因此主要用于处理水中的微粒、胶体、细菌、细粒等物质。它属于筛网过滤的介质，排列比较整齐，能阻挡大于微滤膜直径的物质。它具有膜质地薄、水通量比较大、压力低、空隙均匀、装置紧凑等特点，处理得到的再生水无化学污泥、成本也相对比较低。但是不能去除具有溶解性质的污染物质，因此一般最为对水质要求不高的再生水处理上，也可以作为纳滤膜的预处理。
3.2 超滤膜技术分析
超滤膜重叠了微滤膜和反渗透膜的特点，它主要是通过膜的机械截留，分离水红的颗粒、蛋白质、大分子等物质，它的结构式不对称的，它有两种典型的结构，上层是极薄的致密层，下层是疏松的支撑层，这样大分子物质在流经膜表面时，不能进入致密层，也不会在膜表面造成膜的阻塞，小分子物质则能通过致密层，从而达到水质分离的效果，由于这种方法在长期的连续运行中产量都比较恒定，并能回收利用水中的有用物质，因此，在再生水的处理中应用比较广泛。
3.3 纳滤膜技术分析
纳滤膜的孔径很小，接近1nm，它在处理废水中的污染物质时主要是运用筛分和Donnan效应，它的模型同空间电荷模型、杂化模型等原理相同，它不仅能处理大分子物质，如微粒、悬浮物、胶体、细菌等，还能处理无机盐、有机物等小分子的物质。在实验中，利用纳滤膜处理城市污水处理厂二级出水，发现它的进水电导率为258μs/cm，而出水电导率达到110μs/cm，进水的COD的质量浓度为6.13mg/L，出水的COD的质量浓度为0.39 mg/L，可见采用纳滤膜技术处理的污水质量有了很大的提高。
3.4 反渗透膜技术分析
反渗透膜的孔径只有0.1nm左右，属于无孔致密膜，这种膜利用溶解和扩散的原理来去除水中的有机物、无机物等小分子物质，并且效果特别好[3]。如某污水处理厂的二级出水采用超滤反渗透组合的技术进行再生水处理，在给予一定的操作压力后，水中COD、碱度、TDS等物质的去除率都非常高，均达到90%以上。在某污水处理厂的二级出水采用精密过滤和反渗透膜的处理方法，它的进水电导率为1853μs/cm，而出水电导率达到78.3μs/cm，进水的COD的质量浓度为99mg/L，出水的DOC的质量浓度为7 mg/L，可见，采用反渗透膜技术是再生出水处理精度最高的一种方法，在对再生水水质要求很高时，可以采用这种方法。
4 再生水处理上膜处理技术的选择
对再生水的水质要求不同，选择的膜处理技术也会有一定的差别，总的来说，在再生水处理上膜处理技术的选择应遵循以下几点。首先，根据水质的特点和要求，制定合理的预处理方案，如过滤、沉淀、氧化等，尽量减缓对处理膜的污染。其次，要根据再生水的用途、要求，在尽量降低投资和成本的基础上选择最合适的处理工艺[4]。如市政、灌溉等对水质要求低，微滤膜技术或者超滤膜技术就能满足要求，对于冷却、回灌地下等对水质要求高，纳滤膜技术和反渗透膜技术才能满足要求。第三，根据所要处理的废水污水的特征，选择具有防止处理膜被污水污染的抗污染膜。第四，根据处理膜在处理再生水时运行参数，如运行的压力、流速、时间等，保证处理的通量，减缓对处理膜的污染速度，增长处理膜的使用寿命。
5 再生水处理上膜处理技术的发展前景
在水资源日益紧缺的今天，再生水的回用成为保证水资源供应的一项重要的途径，政府也加大了对再生水处理的目标和技术要求，特别是对水质标准的要求。膜处理技术作为再生水处理的重要方法，在今后的发展中将会有广阔的发展前景[5]。目前，我国运用最广泛的再生水处理膜是微滤膜和超滤膜，而纳滤膜和反渗透膜的应用比较少，主要是由于纳滤膜和反渗透膜对技术的要求比较高，我国的技术水平有限，因此为了保证再生水的处理质量，不仅要增强微滤膜和超滤膜水通流、截流等方面的效果，还需要加大对纳滤膜和反渗透膜技术的开发和研究，为获得高质量的再生水提供条件。
结语
综上所述，在水资源短缺的条件下，加强再生水的处理是很有必要的，它受到了人们的广泛关注。再生水处理上膜处理技术是保证再生水处理质量的关键，需要不断提高膜处理技术。虽然目前膜处理技术有了一定的发展，在再生水应用中也取得了一定的成果，但是要获得高质量的再生水，还需要我们不断提高膜处理技术，特别是提高膜处理技术中的纳滤膜和反渗透膜技术，保证膜具有良好的分离、截流、水通量等作用，保证膜具有较长的使用寿命。
参考文献
[1]金亚若，万红友.浅析土壤渗滤技术在再生水处理中的应用[J].环境科学导刊，2012，06：72-77.
[2]邓建绵，童玲，周振民.膜分离技术在再生水处理中的应用研究综述[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2015，02：84-88.
[3]杨波，王社平，张林军，朱海荣.紫外线消毒技术在再生水处理中的应用[J].中国给水排水，2010，19：81-83.
[4]吴云龙.再生水预处理对微滤过滤及膜污染影响的实验研究[D].天津大学，2014.
[5]郭洪娜.臭氧与反渗透协同运行处理再生水试验研究[D].天津大学，2012.