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超滤、纳滤、微滤、反渗透等技术在水处理的应用解析

来源:环保在线时间:2021-02-22阅读:

  “膜”法水处理,目前市场上正火热的技术,其应用范围已经遍布整个水处理领域。

  例如,其在含油废水处理中的应用。

  超滤膜系统,由各种高分子材料构成,膜孔径小于0.01μm,对含油废水进行处理后,其所含悬浮物远远小于标准要求,且能够有效拦截99%的油成分。

  而且,超滤膜采用表面活性剂和异戊醇混合清洗剂,在一定程序后膜通量能够恢复9成左右。

  例如,膜技术在煤化工高盐废水处置中的应用。

  利用膜技术处置煤化工高盐废水,具有经济可行性,尤其是利用膜集成工艺,“零液排放”也并非不可能。

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  对煤化工高盐废水的分盐、浓缩、结晶制盐和制酸碱可以利用纳滤膜分离的选择性,实现一二价盐的分离及高价盐溶液的浓缩;利用正渗透材料的亲水性,降低废水处理时的膜污染;利用碟管式反渗透通道宽、流程短和湍流的特点,得到质量分数不超过10%的浓缩液;利用双极膜装置将液体盐转化为酸碱。

  例如,膜技术在化工废水处置中的应用。

  “加纯碱降钙+常规絮凝沉淀+多介质过滤(MMF)+超滤膜法(UF)+反渗透膜法(RO)”就是其中一种应用方式,处理水量大、出水水质稳定。

  如工艺所展示的,加纯碱,加絮凝剂,加助凝剂,加酸,加氧化剂,加阻垢剂,并设置多介质过滤器,采用超滤膜和反渗透膜的叠加,达到效果。

  例如,膜技术在垃圾渗滤液处置中的应用。

  垃圾渗滤液的产生和危害就不多赘述了,其成分复杂是众所周知的,而且高盐、高蛋白、高有机质、高氨氮,甚至会随地域变化而变化。

  传统处理方式基本上是生物处理+物化法+土地法的组合,不过新型膜处理技术,在微滤、纳滤、超滤、反渗透等工艺下能够进一步达到更高的出水标准。

  微滤(MF)/超滤(UF)可用来去除0.002~0.1μm或0.1~10μm范围内的大分子有机物、胶体、SS以及经沉淀后的重金属;

  纳滤对于去除二价、三价离子,Mn≥200的有机物,以及微生物、胶体、病毒等有不错的效果;

  反渗透是新型渗滤液处理工艺中更受欢迎的一种,几乎对所有的溶质都有很高的脱除率,且对垃圾渗滤液中COD与重金属离子的去除率分别超过了98%、99%。

  目前,膜处理工艺的组合包括“超滤-水解酸化-好氧生物接触氧化(ABOR)”、“活性污泥法-超滤-化学氧化法”、“活性污泥法-超滤-反渗透”、“NF-UF-臭氧-MBR”、“UASB-吹脱塔-SBR-纳滤(NF)“等。

  例如,膜技术在焦化废水处置中的应用。

  研究表明,超滤与纳滤组合系统对焦化废水的深度处理效果明显出水的各项指标均能达到循环冷却水补充用水标准。

  同时,好氧颗粒污泥膜生物反应器能处理效率高、出水水质好,好氧颗粒污泥能有效减缓膜污染、延长膜的使用寿命,具有良好沉降性能和,细胞固化高,也深受欢迎。

  城市环境所在垃圾渗滤液及其出水排放河流中的抗性基因分布方面取得进展

  致病菌中抗生素耐药性的传播已经对全世界人类健康造成威胁。由于细菌能够通过水平转移将抗生素抗性基因(ARG)转移给其他细菌,因此超级细菌的迅速增加加剧了人们对抗生素抗性的担忧。

  作为一种新兴的污染物,ARG可以通过各种方式(如城市和医院污水,土壤改良剂和经过处理的饮用水)与宿主(抗药性细菌,ARB)一起进入环境(甚至是人体)。

  垃圾填埋作为世界上处理城市固体废物的主要方法,聚集了来自家庭和医院的各种废物,其中含有大量的抗生素和ARB,这使垃圾填埋场成为ARGs积累和扩散的重要场所。垃圾填埋场渗滤液将富集大量的ARG,经过处理并将最终排放到环境中,这将导致ARGs在环境中出现和扩散。

  先前的研究表明,垃圾渗滤液中含有大量ARGs,而含有ARGs的出水的排放将导致ARGs不断进入环境。然而,关于垃圾渗滤液处理厂处理后出水对接收河流中的ARG丰度和组成影响的研究还很少,同时,出水排放引入的ARGs的种类以及富集情况仍不清楚。

  中国科学院城市环境研究所苏建强研究员团队在垃圾渗滤液及其出水排放河流中的抗性基因分布方面取得进展。

  研究成果以Antibioticresistomeinalandfillleachatetreatmentplantandeffluent-receivingriver为题发表在学术刊物Chemosphere上。该研究基于16SrRNA高通量测序与高通量定量PCR等技术研究了垃圾渗滤液处理过程中抗生素抗性基因的特征变化,并评价了渗滤液处理后出水排放对其接收河水中抗生素抗性基因的多样性和丰度的影响。

  结果表明,垃圾渗滤液处理过程显着改变了抗生素抗性基因和细菌的群落结构。在出水和下游河流之间检测到相似的细菌群落结构和ARG分布,它们均由多重耐药类和β-内酰胺类抗性基因主导,并且具有比河流上游更高的ARG相对丰度。在出水和河流下游样品中均检出了七个抗性基因,而在上游河流中未检出,其中包括编码对万古霉素(vanXD和vanSB)和碳青霉烯(cphA和blaGES)抗性的基因,这暗示了出水排放对其接收河流的影响。

  这项研究表明在向环境排放处理后的垃圾渗滤液时存在传播抗生素抗性的风险,这需要对ARGs进行监测并开发相关技术以降低风险。该研究得到了国家重点研究发展计划和国家自然科学基金项目的资助。

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