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我國廢水排放總量呈上升趨勢 膜技術(shù)在養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展
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原標(biāo)題：我國廢水排放總量呈上升趨勢 膜技術(shù)在養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)化以及城市化進(jìn)程的加快，隨之而來水環(huán)境問題也令人堪憂，表現(xiàn)極為突出的是那些工業(yè)廢水，城市污水，農(nóng)村生活污水等幾大類。近年來隨著國家高度重視水環(huán)境治理，提出了綠水青山就是金山銀山的生態(tài)文明觀。與此同時中央專項行動督查小組在全國各地已經(jīng)展開巡查，曝光了一些未集中處理水污染的城市以及工業(yè)園區(qū)。
中國現(xiàn)階段廢水排放量及水污染現(xiàn)狀
水污染的現(xiàn)狀與工業(yè)廢水，城鎮(zhèn)生活污水排放息息相關(guān)。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的一項數(shù)據(jù)顯示，自從2011年以來我國廢水排放總量呈上升趨勢，同時污水治理需求不斷提升。基于對水環(huán)境的深切擔(dān)憂，加強(qiáng)水污染防范與城鎮(zhèn)污水治理被列為“十三五”期間環(huán)境治理的重點內(nèi)容?，F(xiàn)有污水處理廠的提標(biāo)改造以及污水處理廠的新建要求將推動行業(yè)迎來収展黃金期。2011-2015，我國工業(yè)廢水排放量逐年減少，城鎮(zhèn)生活污水排放量逐年增加。2015年，全國廢水排放總量為735.3億噸，其中工業(yè)廢水排放量為199.5億噸，城鎮(zhèn)生活污水排放量為535.2億噸。2015年底我國共有1943座城市污水處理廠，處理能力為1.41億立斱米/日，城市污水處理率達(dá)91.9%。（數(shù)據(jù)資料來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）
2011年-2015年廢水排放量(單位：億噸)
2017年是污水處理廠提標(biāo)、黑臭水體治理、污水管網(wǎng)建設(shè)考核年，2015年國務(wù)院《水污染防治行動計劃》(水十條)部分重要目標(biāo)要求在2017年底實現(xiàn)。“水十條”要求，2017年敏感區(qū)域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區(qū)域)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)全面達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn);直轄市、省會城市、計劃單列市建成區(qū)基本消除黑臭水體;現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)基本完成達(dá)標(biāo)改造;省級城市污水全收集;京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域建成統(tǒng)一的水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)。
水十條2017年考核目標(biāo)
近幾年來，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展也是飛速的，尤其表現(xiàn)為養(yǎng)殖規(guī)模在不斷的擴(kuò)大。目前，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)面臨的問題之一就是如何實現(xiàn)養(yǎng)殖廢水的有效循環(huán)使用。避免由于養(yǎng)殖廢水導(dǎo)致的水生環(huán)境的污染。這是小編重點要重點給大家講解的，膜技術(shù)在養(yǎng)殖廢水處理中的運用，可以說是養(yǎng)殖行業(yè)的福音。
膜技術(shù)在養(yǎng)殖廢水中的運用前景
由于在養(yǎng)殖的過程中，勢必會向水中投入飼料和其他化學(xué)物質(zhì)作為養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)物質(zhì)和消毒劑。因此，致使養(yǎng)殖廢水中不僅僅含有飼料，還含有其他的化學(xué)物質(zhì)和豐富氮、磷、鉀等，以及養(yǎng)殖生物排放的有害物質(zhì)等。如果不能將這些物質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚矶苯优欧?，極容易造成其他水體的污染?；谶@一點，尋找合適的、科學(xué)的處理技術(shù)和手段，將工廠化養(yǎng)殖的廢水進(jìn)行處理后循環(huán)利用是有必要的。
目前，我國處理養(yǎng)殖廢水的方式主要有物理法、化學(xué)法和生物法等。其主要是去除廢水中的懸浮物等，將廢水處理達(dá)標(biāo)后在排放。隨著生物科技的發(fā)展，通過國內(nèi)外眾多研究學(xué)者的研究，很多水產(chǎn)養(yǎng)殖開始利用膜集成工藝來進(jìn)行廢水處理，而且取得了很好的效果。膜技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖起始于二十世紀(jì)八十年代，在經(jīng)過多年的技術(shù)改造和升級后，和傳統(tǒng)的廢水處理工藝相比，膜技術(shù)可以在無化學(xué)試劑添加等環(huán)境下對養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理。同時，膜技術(shù)處理廢水還具有出水水質(zhì)好，回收效率高等特點，具有良好的應(yīng)用前景。
膜分離技術(shù)在養(yǎng)殖廢水處理中應(yīng)用探討
目前，在我國常用的膜分離技術(shù)主要包括：膜集成工藝;動態(tài)膜生物反應(yīng)器;納濾膜;超濾膜和膜生物反應(yīng)器。下面就這五種膜分離技術(shù)在養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行簡要的論述。
?膜生物反應(yīng)器(MBR)
將過濾性能與傳統(tǒng)的生物法相結(jié)合，極大的提高了膜生物反應(yīng)器的污染物除去效率?？梢詫崿F(xiàn)水力停留時間和污泥停留時間的徹底分離。同時，通過膜生物反應(yīng)器還可以將養(yǎng)殖廢水中的細(xì)菌和病毒一并除去，經(jīng)過處理的廢水可以直接被循環(huán)使用。
相對于傳統(tǒng)的污泥去除方式，膜生物反應(yīng)器尤其對總氮和COD的除去效率很高。而且，有研究證明，即便是在高鹽的條件下，膜生物反應(yīng)器對COD的除去效率仍然很高。然而，在高鹽條件下，對總氮的除去效率還需要進(jìn)行不斷的研究，以提高效率。綜合國內(nèi)很多研究來看，雖然MBR在一些方面還需要不斷的改進(jìn)，但是，總的來講，MBR在用于海水養(yǎng)殖廢水的處理中具有良好的應(yīng)用前景。
?膜集成工藝
結(jié)合筆者多年的經(jīng)驗以及很多文章的研究報道，筆者總結(jié)出膜集成工藝對養(yǎng)殖廢水中COD，TN，TP和細(xì)菌的去除效率依次為67%，70%，12%和99%。其總體除去污染物的效果還是較令人滿意。
而且，在經(jīng)過檢測后發(fā)現(xiàn)，僅有處理過后水中的磷含量不符合《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB3097-1997)中養(yǎng)殖用水標(biāo)準(zhǔn)外，其余指標(biāo)均符合要求。
?動態(tài)膜生物反應(yīng)器
該項技術(shù)是在傳統(tǒng)生物膜反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，在結(jié)合使用動態(tài)膜技術(shù)。動態(tài)膜生物反應(yīng)器是利用某種固體微粒，并通過循環(huán)作用，使沉淀可以在具有多孔的支撐面的表層形成一層新的膜，進(jìn)而可以提高膜的濾過性能。有研究表明，動態(tài)膜生物反應(yīng)器對養(yǎng)殖廢水中的COD-Mn等的除去效率在90%左右，而且除去效率一直保持相對穩(wěn)定。
而且，在鹽度<3000mg/L的條件下，經(jīng)過動態(tài)膜生物反應(yīng)器處理的養(yǎng)殖廢水，其出水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)符合《淡水池塘水排放要求》(CS/T9101-2007)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。然而，相對于MBR，動態(tài)生物膜反應(yīng)器對COD的除去效率相對較低，硝化效率也較低。其原因可能和動態(tài)膜的組成有關(guān)。需要在今后的研究中不斷的進(jìn)行改進(jìn)，提高在處理這些廢物的效率?？偟膩砜矗瑒討B(tài)生物膜反應(yīng)器在處理海水或是淡水養(yǎng)殖廢水中，有著較好的應(yīng)用前景。
?納濾膜
納濾膜的平均孔徑在2nm左右，在使用的過程中，作用壓力一般不能高于1.5MPa，通常使用納濾膜來分離小分子有機(jī)物質(zhì)等。實際中，較為常用的納濾膜為陶瓷納濾膜，雖然該濾膜對蛋白質(zhì)的截留率可以維持在80%左右，但是其過水量相對較低。而且，在不同操作條件下，納濾膜對蛋白質(zhì)的截留效率也只能維持在60%左右。在今后的使用中，需要進(jìn)一步改進(jìn)截留率和通水量。
?超濾膜
超濾膜的孔徑大于納濾膜，其直徑在0.001至0.02微米之間。在廢水處理中，主要是去除大分子物質(zhì)，如微粒，膠體等。相對于納濾膜而言，超濾膜對蛋白質(zhì)的截留效率僅有25%左右。但是，隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)在生產(chǎn)出來的兩種陶瓷超濾膜和聚砜超濾膜，對于廢水處理中蛋白質(zhì)的截留率可以維持在70%至80%。因此，在處理養(yǎng)殖廢水中，如何選擇膜材料以及提高蛋白質(zhì)等分子的截留效率是需要進(jìn)一步研究的。
膜技術(shù)在養(yǎng)殖廢水處理過程中存在的問題及解決措施
?膜污染
膜污染是養(yǎng)殖廢水處理過程中，最為常見的問題之一。被污染的膜可以直接導(dǎo)致膜通量的降低，縮短膜的使用壽命。然而，在實際中想要完全避免膜污染是不可能的。為了能夠盡可能的降低對膜的污染，通常采用預(yù)先處理廢水，例如可以采用過濾等技術(shù)。同時，也有研究者通過改變膜的化學(xué)組成成分來降低在廢水處理過程中對膜的損傷。而且，也有研究者發(fā)現(xiàn)通過不同清洗方式也降低對膜的污染，例如使用超聲波清洗或是周期性的向前沖洗方式。但是，需要注意的是，在選擇清洗方式的過程中需要特別注意使用膜的材料。
?膜設(shè)備投資和運行費用較高
通常情況下，在養(yǎng)殖廢水處理過程中，使用廢水處理設(shè)備以及膜等材料，其相對成本都較高。尤其是針對那些小型的養(yǎng)殖戶而言，在使用這些費用較高的廢水處理設(shè)備后，嚴(yán)重提高了成本，甚至是造成經(jīng)濟(jì)效益虧損。針對這一問題，小編認(rèn)為，對于那些養(yǎng)殖戶密集的地區(qū)，可以采用集中處理的方式，將收集的養(yǎng)殖廢水集中起來，交給專門的污水處理部門進(jìn)行集中處理。這樣，既可以降低養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟(jì)成本，又不會導(dǎo)致養(yǎng)殖廢水的直接排出給水體環(huán)境造成的污染。
?廢水處理效率不高
廢水處理效率不高主要體現(xiàn)在對一些離子和大分子物質(zhì)的截留效率上。雖然，在某種程度上，經(jīng)過處理的廢水檢驗合格，達(dá)到了排放的標(biāo)準(zhǔn)，但是，隨著廢水處理設(shè)備的使用，處理的效率呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。因此，需要定期的對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和關(guān)鍵部位的更新。針對不同的養(yǎng)殖環(huán)境，選擇合適的廢水處理方式是極為必要的。同時，還需要科研人員不斷的研發(fā)新的廢水處理設(shè)備，或是不斷改進(jìn)廢水處理方式，盡可能提高廢水處理效率。
總結(jié)：養(yǎng)殖廢水存在的上述問題，都是廢水排放型企業(yè)所必須考慮的，針對不同規(guī)模選擇不同的膜處理技術(shù)工藝。創(chuàng)洋水處理的專家與工程師們，他們在不斷鉆研水處理技術(shù)時已經(jīng)通盤考慮到這些問題，對于膜污染，創(chuàng)洋水處理是選用國際領(lǐng)先品牌材質(zhì)膜，而且在設(shè)備運行當(dāng)中，會自動清洗膜，大大地減輕了膜污染，提高了設(shè)備使用壽命。另外對于膜設(shè)備投資和運行費用就不更不用擔(dān)心了，我們價格都是行業(yè)合理價格范圍內(nèi)。18年水處理行業(yè)領(lǐng)先工藝，廢水處理自然可以讓您把心放在肚子里，針對不同污水環(huán)境我們處理效率都是非常高的，符合國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
圖片：來源網(wǎng)絡(luò)，視覺中國
參考資料：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，海洋科學(xué)
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