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城市污水處理工藝一般根據(jù)城市污水的利用或排放去向并考慮水體的自然凈化能力，確定污水的處理程度及相應的處理工藝。處理后的污水，無論用于工業(yè)、農業(yè)或是回灌補充地下水，都必須符合國家頒發(fā)的有關水質標準。
現(xiàn)代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理應用物理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質。污水二級處理主要是應用生物處理方法，即通過微生物的代謝作用進行物質轉化的過程，將污水中的各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質。生物處理對污水水質、水溫、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三級處理是在一、二級處理的基礎上，應用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質。污水中的污染物組成非常復雜，常常需要以上幾種方法組合，才能達到處理要求。
污水一級處理為預處理，二級處理為主體，處理后的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度處理，出水水質較好，甚至能達到飲用水質標準，但處理費用高，除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外，應用較少。我國許多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠，以解決日益嚴重的水污染問題。
常見生活污水處理工藝——處理方法
物理處理法：
通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物（包括油膜和油珠）的廢水處理法，可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。以熱交換原理為基礎的處理法也屬于物理處理法。
城市生活污水是指家庭生活排出來的廢水。生活污水的污染物含量相對來說比工業(yè)污水要低許多,但是不同的家庭所排出的生活污水的污染物含量、成分都是不一樣的。生活污水排量最大的便是廁所排出的污水。當前城市生活污水處理的難點主要是污染物含量各不相同、污染情況難以評估和處理技術受自然環(huán)境影響等。
隨著國內經(jīng)濟的快速發(fā)展，水體中的污染物不斷增加，飲用水安全風險加劇。面對日益復雜的水體環(huán)境以及居民對優(yōu)質供水的需求，常規(guī)的飲用水處理工藝在許多情況下已不能滿足要求。納濾是一種介于超濾和反滲透之間的膜處理工藝，因其對天然有機物(NOM)、硫酸根和硬度離子有良好的截留能力，同時又具有操作壓力低、水通量大的特點從而保證一定的經(jīng)濟性，近年來在微污染水深度處理中受到越來越廣泛的關注。納濾的截留性能由空間位阻效應、靜電效應及疏水吸附效應決定。實際水體中溶質的種類非常復雜，含量差異極大，溶質間的相互作用或溶質與膜的相互作用往往會影響空間位阻效應、靜電效應及疏水吸附效應，從而影響膜的截留性能，因此實際水體中膜的截留特性往往與實驗室單一配水不同?，F(xiàn)有關于納濾的研究大部分為實驗室小試，而實際水體的納濾中試較少，因此納濾在實際水體處理中的截留特性仍然有待探討。
膜污染是納濾過程面對的主要問題之一，主要的類型包括有機污染、無機污染、生物污染和結垢等，由此導致的膜通量下降、膜元件壽命縮短、能耗增加、成本增加等問題是制約納濾大規(guī)模用于飲用水深度處理的主要原因之一。膜解剖(Membraneautopsy)研究有助于了解膜表面污染物的組成，并進一步指導預處理和膜清洗，延緩膜污染發(fā)生。然而針對中試規(guī)模以上的膜解剖研究較少，且大部分研究所用的膜應用于市政污水再生或海水淡化領域。因此，地表水處理中納濾膜的污染特性仍有待研究。
本研究搭建一套納濾中試裝置對地表水廠砂濾池濾后水進行深度處理。該水廠采用湖泊水為水源水，原水中有機物濃度較高，化學需氧量(CODMn)年平均值為4.58mg/L，最大為5.47mg/L。由于存在水產(chǎn)養(yǎng)殖、航運、沿岸的工農業(yè)排放等污染源，造成水體中藥品、農藥和個人護理品的污染較為明顯。同時存在季節(jié)性氟離子和硫酸根離子濃度超標的問題?，F(xiàn)有飲用水處理工藝為常規(guī)工藝，對NOM和微量有機物的去除能力較差，對氟離子和硫酸根離子則基本不去除，而納濾恰好具有良好的有機物截留能力和選擇性去除離子的特性。本研究主要考察將納濾用于原水經(jīng)混凝+沉淀+過濾的常規(guī)處理之后的深度處理時的污染物截留特性和膜污染特性以及膜清洗效果。期望通過本研究，探討納濾用于微污染地表水深度處理時的可行性。
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1、材料與方法
1.1 納濾中試系統(tǒng)及運行
納濾系統(tǒng)采用兩支DF30膜串聯(lián)運行(見圖1)，DF30屬于疏松型納濾膜，截留相對分子質量為200~300，單支膜面積為37m2。為避免納濾膜受機械性損傷，在納濾膜系統(tǒng)前設置保安過濾器，過濾精度為5μm。在保安過濾器前、保安過濾器之后、納濾膜前和納濾產(chǎn)水側分別安裝壓力計，壓力計的初始值分別為1.4bar(1bar=0.1MPa)、1.4bar、1.6bar、0bar。中試時間為2017年9月~2018年1月，中試地點位于黃淮平原某地表水廠，水源水為湖泊水，現(xiàn)有工藝為原水→混凝→沉淀→過濾→消毒。納濾裝置進水來自于水廠砂濾池濾后水，濁度為0.4NTU左右。為提高系統(tǒng)回收率將部分濃水回流至進水側循環(huán)處理。試驗開始時調節(jié)過濾壓力，使初始系統(tǒng)產(chǎn)水量為1m3/h，對應膜通量為27L/(m2•h)調節(jié)濃水外排閥門，使初始得水率為80%，運行過程中不再對過濾壓力和得水率進行調整。
1）城市生活污水污染情況難以評估
當前，人們的生活方式不一樣，但是對水的用途越來越多，這導致了生活污水的污染物含量各不相同。生活污水的污染物含量會隨著季節(jié)的變化而變化，這更是導致了生活污水的不可控的性質。由此可見，生活污水的處理是非常困難的，污水處理方法很難根據(jù)一個單一的方案來進行設定。
2）生活污水的處理方式會由于自然環(huán)境的影響而改變
有許多生活污水處理實驗都是在實驗室內進行的，其環(huán)境是相對穩(wěn)定。但是在實際的生活污水處理當中，自然界的環(huán)境變化會對污水處理造成極大的影響。比如水流、溫度、濕度不可控因素等。這樣的污水處理很難讓污水處理技術發(fā)揮其應有的作用。
3）城市當中的生活污水處理是高能耗項目
城市污水的主要處理措施是利用厭氧反應來對污水進行凈化和處理，從而達到再利用效果。但是目前城市生活污水處理的厭氧技術并不十分成熟，存在高能耗、低效率的問題，這和城市的規(guī)劃已經(jīng)背道而馳。
