珠江水质治理过程.docx

珠江水质治理过程［摘要］ 在全国七大流域中，珠江水环境位列第一，但局部污染相当严重，主要 集中在珠江三角洲地区珠江水污染最主要的来源是生活污水和工业废水本文 将针对这两项主要污染源,采用膜分离技术来治理珠江水污染由于 PVDF 的优良性 能，使其在生活污水处理、工业废水治理等方面应用广泛本文将介绍几种PVDF改良膜在 实际生活生产中的应用［关键词］污染源；污水处理；分离技术；膜分离；PVDF目录1 污染源分析 21.1 点污染源 21.2 面污染源 21.3 点面源污染关系 32 治理技术方案 32.1 膜分离技术的原理及概况 32.1聚偏氟乙烯（PVDF ）膜 .42.2 生活污水处理及中水回用 42.2.1 工艺流程 52.2.2 主体设备 62.3 工业废水处理 62.3.1 印染废水 62.3.2 重金属废水 83 参考文献 9珠江是我国南部的一条大河，降水量丰沛，多年平均降水量为1475.0nnll,居全国7 大流域之首水资源总量较丰富，多年平均水资源总量为3385亿m3，其中地表水资源量为 3381亿m3,在全国7大流域中仅次于长江流域但由于降水量时空分布很不均匀，各地区 人口密度、土地分布和经济发展极不平衡，因此珠江水资源短缺问题仍然存在。

近年来，随 着经济的快速增长，一方面农业、工业和城镇生活需水量不断增大，供水能力日显不足另 一方面由于经济发展带来的水质污染问题也日趋严重，加剧了水资源短缺同时90年代以 来珠江流域洪旱频发，因洪旱灾害造成的损失和带来的影响也越来越严重而流域内许多地 区由于各方面的原因，水资源利用现状不容乐观，远不能满足目前多方面需水要求，缺水问 题日益突出，缺水类型呈现多样性1 污染源分析珠江流域污染源包括点、面两种，点污染源主要指工矿企业、城镇生活污染源面污染 源又称为非点源污染，指在较大范围内，溶解性或固体污染物在降雨径流的作用下，通过地 表或地下径流进入受纳水体，造成的水体污染1.1 点污染源点污染源主要来自工矿企业、城镇生活污染源珠江流域2000年废污水排放量为114.3 亿t其中一般工业污染源废水排放量78.71亿m3,城镇生活污染源污水排放量35.59亿 m3总体上，经济发达，城市密集，人口较多的地区废污水排放量较大珠江三角洲是全流域经济最发达、城市化程度最高的地区，其废污水排放量居全流域首 位，达63.29亿t占流域的55.3%珠江三角洲水资源相对丰富，居民用水比较浪费，人 均排水量为226.10L/人・d,居全流域之首，是最小的南北盘江地区的1.75倍。

珠江流域所 涉及的行政区中，广东、广西省（自治区）为全流域废污水排放量大户，两省（自治区）废污水 排放量合计占流域的 90%左右点源的污染物主要经渠（管）道等入河排污口排入水功能区，珠江流域入河排污口污水性 质包括生活、工业和混合三类，其中混合类污水所占比例最高1.2 面污染源面源贡献主要来自农村生活污水固废、化肥施用、畜禽养殖、水土流失和城市面源五大 方面其中农村生活和畜禽养殖所占比例大，水土流失和城镇面源所占比较少流域上游地 区农村人口多，畜禽养殖比较分散，面源污染为全流域最大；下游地区，特别是北江、东江 和珠江三角洲地区，城市化程度高，农村人口相对较少，畜禽养殖大部分是集约型养殖，这 些地区面源污染相对较小2000年珠江流域面源产生量COD为693.64万t氨氮为50.85万t面源产生量上游 明显大于下游，南北盘江水域面源COD产生量为166万t氨氮为12.3万t总氮为102 万t总磷为17.0万t均居流域之首在珠江流域所涉及的行政区中广东和广西省（自治区）的面源贡献最大，两省（区）面源产生量合计占流域的70%左右1.3点面源污染关系点污染源与面污染源的污染物表现形式、对河流影响的程度不尽相同，且在不同地区污 染物入河量中点源、面源的贡献率也有所不同。

点源主要表现以COD和氨氮为主，而面源主 要表现以总氮、总磷为主珠江流域COD、氨氮入河量以点源为主;而总氮、总磷则以面源贡献为主珠江流域COD、 氨氮和总氮、总磷的点、面源贡献率分别呈以下趋势：在上游，COD和氨氮点源的贡献率较 小，约占20%—40%，面源贡献率较大，能够达到60%—80%，总氮、总磷点源贡献率在1%以 下，面源贡献率在85%以上；下游城市较集中的地区COD和氨氮点源的贡献率较大，可达60% 一 85%，面源贡献率较小，只有 15%—40%，总氮、总磷的点面源贡献率相差不大，点源为 27%—71%，面源为 29%一 73%珠江流域众多企业工业废水和城镇居民生活污水等点源，在流域经济快速增长中所带来 的水环境污染已是长久问题随着农村生活用水水平提高，农业畜禽业快速发展，再加上水 土流失日趋严重，由此所产生的面源污染也将日趋突出近年来面源的污染已成为水环境污 染、湖泊水库富营养化的主要影响因素，所以在对流域的水污染治理中，应该进一步加强对 面源污染的控制力度2 治理技术方案根据上文的分析，珠江水污染最主要的来源是生活污水和工业废水本文将针对这两项主要污染源，采用膜分离、电渗析等分离新技术来治理珠江水污染。

2.1 膜分离技术的原理及概况膜分离技术是在 20 世纪初出现、 20 世纪 60 年代迅速崛起的一门分离新技术，它是利 用特殊制造的具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一 种分离方法与传统分离操作（如蒸发、吸附、萃取、深冷分离等）相比较，其过程不发生相 变，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单等特点在水处理行业中，它被广 泛应用于城市污水处理与回用、各种工业废水处理与回用、纯水生产、海水脱盐和苦咸水淡 化等过程，给人类带来了巨大的环境和经济效益表膜分离过程的特iS过程主要功能膜微滤（J4D滤除^50nm的颗粒对称细孔高分子膜Microfiltration孔径超滤（UF）滤除5-100nm的颗粒非对称结构的多孔膜Ultwiiltration孔径l-20nm反濛透（RO）水溶液中溶解盐类的楼除CA膜类复合膜类Reverse Osmosis渗透i透析）（D）水溶液中无机酸盐的脱除聚碳酸酯膜聚丙晞膜Dialysis聚乙烯醇中性膜电潘析（ED）水悟臧中酸碱盐的脱除阴阳离子交换膜ElecwodiaJysis气体分离＜GP）混合气体的分离硅橡胶聚風聚酰亚胺Gas Permeation尊非对称膜渗透汽优（PV）水•有机物的分离聚乙烯醇尊由皮层和寥Penraporatio孔支撐层构成的复合膜在膜分离技术的发展过程中，高分子有机膜在水处理领域的应用越来越广泛。

膜材料的 化学性质对膜分离的效果起决定性作用根据所处理的不同类型水的特点，要求所用高分子 膜材料要具有良好的化学稳定性、热稳定性、耐微生物侵蚀性、耐酸碱性和耐氧化性另外， 对不同种类的膜也有不同的要求反渗透、超滤和微滤用膜最好为亲水性膜，以得到高水通 量和抗污染能力；电渗析特别强调膜的耐酸碱性和热稳定性2.1聚偏氟乙烯（PVDF）膜聚偏氟乙烯（PVDF）是20世纪70年代发展起来的具有优良综合性能的膜材料结晶度 60%—80%，氟含量59%，密度1. 75—1. 789 / cm3，玻璃化温度-92°C，脆化温度-62°C 以下，结晶熔点约170C，热分解温度在316C以上，力学性能优良，具有良好的耐冲击性、 耐磨性和耐切割性能此外，还具有压电性、介电性和热电性等特殊性能 PVDF 的化学稳 定性良好，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有 机溶剂很稳定，在盐酸、硝酸、硫酸和稀、浓碱液（40%）中以及高达100C温度下，其性能 基本不变 PVDF 具有优异的抗丫射线、紫外线辐射和耐老化性能，其薄膜长期置于室外不 变脆，不龟裂由于PVDF的优良性能，使其在生活污水处理、工业废水治理等方面应用广 泛。

本文将介绍几种PVDF改良膜在实际生活生产中的应用2.2 生活污水处理及中水回用生活污水的水量、水质比较稳定，经过适当处理后，可作为中水用于冲洗厕所、浇洒绿 地等，从而缓解水资源短缺的危机传统的中水处理工艺流程比较复杂，出水水质没有保证， 导致中水回用难以真正实施目前世界各国都选用膜分离技术或膜分离技术和生物处理技术 结合形成的膜生物反应器处理技术来进行污水回用处理，具有流程简单，占地省，出水水质 优良，无悬浮物，可直接回用，及剩余污泥量少等优点李娜等［8］利用A / O型一体式膜生物反应器处理生活污水，所用PVDF平板膜的孔径为 0.08 “m,膜面积为0.45m2出水COD值稳定，平均去除率达96%以上；在连续运行的70 d 内未发生膜污染现象左丹英等［9］对内置转盘式PVDF膜生物反应器(SRMBR)处理污水工艺 进行了研究SRMBR可长期稳定运行，在污水COD为180—368 mg / L时，出水COD在运行l d后稳定在20 mg/L以内，COD去除率〉93%2.2.1 工艺流程2.2.2 主体设备r2.3 工业废水处理工业废水治理也是珠江水治理中的重中之重，本文以印染废水、重金属废水为例，列举 了膜分离新技术在中在珠江水治理中的应用。

2.3.1 印染废水印染废水的处理难点是：COD高，可生化性差；色度高、成分复杂、脱色难度大特别 是新型助剂、染料、整理剂等难生物降解的有机物在印染行业被大量使用，致使印染废水中 的 COD 增高、 BOD／COD 更低，采用传统印染废水处理工艺，其出水指标难以达到排放标准 而采用膜技术处理印染废水，可取得较好的效果和降低运行成本王文浪等［10］采用水解酸化+MBR T艺处理印染废水，膜组件采用上海应用物理研究所 生产的改性PVDF平片膜，有效膜面积为0.6m2o该系统对浊度去除率几乎达100%,对COD、 色度去除率分别达到90％、 82％丛利泽等［11］采用混凝沉淀预处理、膜生物反应器与反 渗透膜系统组合工艺处理印染废水具有很好的效果当原水COD高达2500 mg/L,色度高 达10000倍时，经该工艺处理后COD降到30 mg/L, NH3-N降到8 mg / L，色度为0,已经 达到废水回用标准2.3.1.1 工艺流程2.3.1.2 主体设备系统特点：1. BAFMF系统采用PVDF,抗氧化性强及抗污染性好;2. R0 (NF)系统采用抗污染反渗透膜，使用寿命长;3. 出水水质好,可用于所有生产工艺；4. 自动化程度高，操作简单，运行成本低；5. 与离子交换相比，无需用酸碱再生。

2.3.2 重金属废水水体重金属污染防治是水污染治理的重要内容，许多技术如化学沉淀、膜分离、离子交 换与吸附等已被用于重金属离子的去除，其中膜分离技术具有分离效率高、无相变、节能、 操作简便等特点宋来洲等［12, 13］应用丙烯酸、聚偏氟乙烯(PVDF)为主要材料，研制出新型的、具有离 子交换性能的聚偏氟乙烯共混改性微滤膜PVDF膜对Zn(II)具有优良的吸附性能改性膜 经吸附/脱附4次循环后，对水体中Zn(II)吸附量大于0. 005mg/cm2,脱附率超过95%, 具有较好的再生利用性能同时分析了 PVDF改性膜对水溶液中Cu(II)的吸附性能，PVDF 膜经吸附/脱附4次循环后，对模拟废水中Cu(II)和城市污水中Cu(II)的吸附量分别大于 0.025mg / cm2和0.015mg / cm2,脱附率超过95。