芻議膜分離法污水處理技術(shù)

程錫葉

摘 要：在工業(yè)迅速發(fā)展的今天，大量的污水也隨之產(chǎn)生，成為抑制工業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的難題。因此必須采用先進(jìn)的技術(shù)，找到合理的治理手段。膜分離技術(shù)在污水的處理中具有傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此，必須全面了解其特點(diǎn)及應(yīng)用方法，使污水得到更好的治理。

關(guān)鍵詞：膜分離；污水治理；技術(shù)

近年來，我國(guó)的城市化得到很好的發(fā)展，與此同時(shí)，大量的工業(yè)廢水也排入到城市水源中。這些污水含有一定的化學(xué)成分，對(duì)人類的健康具有很大的威脅。而我國(guó)部分地區(qū)處于嚴(yán)重缺水的狀態(tài)，急需水資源的凈化。因此各企業(yè)除了做到節(jié)約用水外，還要加強(qiáng)污水的處理工作，使污水資源得到回用。膜分離技術(shù)就是這種環(huán)境下所產(chǎn)生的一種新型技術(shù)，其在污水處理方面有很大的優(yōu)勢(shì)。

1 膜分離技術(shù)概述

1.1 膜分離技術(shù)的現(xiàn)狀

由于污水處理的難度很大，傳統(tǒng)技術(shù)難以滿足發(fā)展的要求，而且污水處理的工作人員普遍素質(zhì)過低，導(dǎo)致污水處理的發(fā)展一度處于停滯狀態(tài)。但隨著科技的發(fā)展，近年來，我國(guó)的污水處理技術(shù)獲得了很大的突破，化學(xué)工藝及生物工藝都得到了很好的發(fā)展。尤其是膜分離技術(shù)的應(yīng)用，為污水治理工作提供了更大的空間。

我國(guó)從70年代就開始研究膜分離技術(shù)，到目前為止，膜分離技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于印鈔廢水、乳化油廢液等多項(xiàng)工程中。由于膜分離技術(shù)處理水污染會(huì)產(chǎn)生濃縮液，因此濃縮液的處理也是技術(shù)中的關(guān)鍵，目前各大科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始多種膜生物反應(yīng)器的研究，為污水處理提供了科技保障。雖然膜分離技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但與國(guó)外相比還存在著一定的差距，需要不斷加強(qiáng)工藝的開發(fā)，使膜分離技術(shù)能夠得到更加廣泛的應(yīng)用。

1.2 膜分離技術(shù)的特點(diǎn)

膜分離技術(shù)是一種生物技術(shù)，其在使用上具有很多生物特點(diǎn)。首先這種技術(shù)具有裝置緊湊的特點(diǎn)，由于該技術(shù)不需要沉降槽來處理活性污泥，使得裝置的整體體積減小，便于應(yīng)用。其次膜分離技術(shù)能夠處理高濃度的污水，由于這項(xiàng)技術(shù)能夠使活性污泥保持在高濃度狀態(tài)，因此能夠處理較高濃度的污水，擴(kuò)大了污水的處理范圍。另外，膜分離技術(shù)還具有高品質(zhì)處理污水的特點(diǎn)。由于膜技術(shù)對(duì)污染物的分離比較徹底，所得到處理水也十分澄清。同時(shí)該技術(shù)也能去除高分子污染物，使污染水得到更好的處理。該技術(shù)基本不含有病原體，無需進(jìn)行消毒，使得凈化的水源不僅有機(jī)物的濃度降低，總氮的濃度也得到降低。在其反應(yīng)器中，大分子受膜的作用而留到反應(yīng)池中，且停留的時(shí)間較長(zhǎng)，為物質(zhì)的完全講解創(chuàng)造了條件。除此之外，膜分離技術(shù)還具有維護(hù)管理容易的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，該技術(shù)省去了沉降槽的應(yīng)用，易于管理污泥的濃度，且設(shè)備較為輕便，易于操作管理。

1.3 膜分離技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的生物分離技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)。在應(yīng)用方面，這種技術(shù)既能有效的凈化污水，使水中的污染物分離，對(duì)微小分子的分離技術(shù)已經(jīng)達(dá)到十分成熟的階段，并且能夠?qū)⒂杏玫奈镔|(zhì)回收，使物質(zhì)得到再利用。在裝置方面，還具有易于操作、設(shè)備簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性良好、無相變以及安全性高等優(yōu)勢(shì)，能夠有效的處理工業(yè)廢水，具有良好的發(fā)展前景。

2 膜分離技術(shù)的應(yīng)用

2.1 微濾技術(shù)

這種方式一般應(yīng)用于污水的精密過濾，能夠?qū)⑽鬯械募?xì)菌等微小物質(zhì)分離出去，其分離組的直徑可達(dá)0.03至15mm，能夠充分發(fā)揮去污特性，在超純水的終端處理中得到十分廣泛的應(yīng)用。在處理工業(yè)廢水時(shí)，微濾可以應(yīng)用于涂料行業(yè)及含油廢水的處理，也可用于處理重金屬?gòu)U水，并在實(shí)際應(yīng)用中逐漸得到完善。在研究中發(fā)現(xiàn)，使用無機(jī)微粒膜與氫氧化鎂結(jié)合將印刷廢水處理，可使脫色率達(dá)到98%甚至更高，在對(duì)膜污染的研究中也取得了很好的成果。當(dāng)前我國(guó)的微粒膜研究已經(jīng)基本達(dá)到世界水平，但在儀器的組建上還存在著落后現(xiàn)象，這也影響了對(duì)水質(zhì)的深度處理。

2.2 超濾技術(shù)

超濾對(duì)于固體微粒處理有很好的效果，其分離組直徑一般為0.005至10mm，在處理病毒等大分子物質(zhì)上也有很好的作用，可以用于醫(yī)藥、食品以及制備超純水等行業(yè)。目前超濾技術(shù)在污水的處理中應(yīng)用很廣，其中電泳涂料污水處理在工業(yè)污水處理中應(yīng)用最多。這種技術(shù)的應(yīng)用能夠制備高純度的凈水，也可以處理重金屬?gòu)U水、含油廢水及重金屬?gòu)U水等工業(yè)廢水，還可以在處理羊毛的廢水中提取羊毛脂。研究表明，超濾技術(shù)應(yīng)用于煉油廢水處理時(shí)，能夠去除其中的懸浮物，從而降低廢水的污濁度，以滿足反滲透進(jìn)水的要求，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。雖然目前我國(guó)的膜組件品種還比較單一，但共混超濾膜的研究為超濾技術(shù)的發(fā)展提供了保障，使超濾技術(shù)具備了很大的優(yōu)勢(shì)。

2.3 納濾技術(shù)

納濾技術(shù)目前正處于積極的研究中，納濾膜對(duì)分子量在200至1000的有機(jī)物具有很好的攔截作用，可以用在洗滌劑、農(nóng)藥及三氯甲烷等有機(jī)物的去除上。由于納濾膜結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，使其能夠應(yīng)用于生化產(chǎn)品的處理和飲用水的制備方面。在處理工業(yè)廢水時(shí)，納濾膜能夠處理含有溶劑的廢水，因此能夠在造紙、機(jī)械加工及電鍍等領(lǐng)域得以應(yīng)用，并逐漸發(fā)展到石油工業(yè)及日化行業(yè)的水處理中。由于某些工業(yè)含有較多的有毒有害物質(zhì)，必須將這些物質(zhì)徹底分離后才能排放，因此很多科研機(jī)構(gòu)做了先關(guān)研究，證明了納濾技術(shù)能夠脫除石油中95%的酚，且能有效的除去汞、鎳等重金屬離子。我國(guó)對(duì)于納濾技術(shù)的研究從上世紀(jì)80年代就已經(jīng)開始，并之間發(fā)展完善，但目前這種技術(shù)還存在價(jià)格偏高的不足，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于技術(shù)的研究。

2.4 反滲透技術(shù)

反滲透技術(shù)的應(yīng)用對(duì)污水中無機(jī)鹽的溶解有很好的效果，且滲透膜對(duì)很多溶質(zhì)的脫除率都很高。目前這種技術(shù)主要應(yīng)用于海水的淡化及苦咸水的分離，將無法處理的混合物加以分離。反滲透技術(shù)可以應(yīng)用與各個(gè)領(lǐng)域，除用于淡化海水制備純凈水外，還可用于城市污水的處理、造紙業(yè)廢水處理、冶金廢水處理、化工廢水處理以及醫(yī)藥食品等行業(yè)的廢水處理，很多鋼鐵行業(yè)也使用這種技術(shù)來完成預(yù)脫鹽工作。我國(guó)的反滲透技術(shù)已經(jīng)達(dá)到十分先進(jìn)的水平，且復(fù)合膜技術(shù)已經(jīng)完成中式。在當(dāng)前市場(chǎng)上，中空纖維型的膜技術(shù)一般以國(guó)產(chǎn)膜組建為主體，減少了進(jìn)口數(shù)量。在工業(yè)中，通過引進(jìn)部分關(guān)鍵部件，設(shè)計(jì)完成的反滲透裝置得到了很好的應(yīng)用，在一定程度上取代了整機(jī)進(jìn)口的模式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的進(jìn)步。endprint

2.5 電滲析技術(shù)

我國(guó)的電滲析技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水準(zhǔn)，在技術(shù)上也領(lǐng)先于很多其他國(guó)家。這種技術(shù)主要應(yīng)用在海水的談化中，也可用于工業(yè)純水的制備和引用水的處理，在放射新工業(yè)以及重金屬工業(yè)中也得到很好的發(fā)展，并成為工業(yè)中處理污水的重要手段。針對(duì)其只能除去鹽分而無法去除有機(jī)物的問題，各科研機(jī)構(gòu)也正在采取廣泛的研究，使其能夠具備更好的污水處理能力。

3 新型膜分離技術(shù)的開發(fā)

基于膜分離技術(shù)的特點(diǎn)和不足，新型的膜分離技術(shù)也處于積極的研究與開發(fā)中，最為常見的就是液膜技術(shù)。液膜是一種乳液微粒，以懸浮的狀態(tài)存在于液體之中。液膜具有與固膜相同的分離氣體的作用，并且能夠應(yīng)用于相似的物質(zhì)。在醫(yī)學(xué)上，液膜可以分離很多有毒物質(zhì)，將其排出體外。氣態(tài)膜也是近年來發(fā)展迅速的一種膜技術(shù)，是一種氣態(tài)的薄層，主要用于將兩種水溶液進(jìn)行分隔，通過分離揮發(fā)性溶質(zhì)而達(dá)到處理污水的效果。另外，滲透蒸發(fā)也是一種新型的膜技術(shù)，能夠利用不同組分溶解度的差別將組分分離。滲透蒸發(fā)技術(shù)目前已經(jīng)能夠?qū)⒂袡C(jī)物從水中進(jìn)行分離，且發(fā)展的速度也很快。由于這種技術(shù)需要的費(fèi)用較高，一般不作為單獨(dú)使用，而是多用于集成的過程，將其與其他的過程充分結(jié)合，這樣既能發(fā)揮技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)，又使資金得到節(jié)約，能夠達(dá)到資源優(yōu)化的目的。在膜的制備工藝上，為增加膜的透氣性，延長(zhǎng)其使用時(shí)間，科研人員也在積極研發(fā)新的技術(shù)，到目前為止已經(jīng)完成動(dòng)態(tài)膜、點(diǎn)NF等先進(jìn)工藝，并成為現(xiàn)代膜工藝研究中的重點(diǎn)。隨著污水處理的要求不斷嚴(yán)格，對(duì)膜技術(shù)的要求也越來越高，這使得我國(guó)的膜分離技術(shù)得到不斷的發(fā)展。尤其是在工業(yè)廢水的處理上，已經(jīng)研發(fā)出RO膜及NF膜等先進(jìn)技術(shù)，提高了污水處理的能力，有助于生態(tài)環(huán)境的建設(shè)。

4 結(jié)語

膜分離技術(shù)是現(xiàn)代污水處理中廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，具有設(shè)備安全性高，操作簡(jiǎn)便，穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，在各種工業(yè)中得到良好的發(fā)展。膜分離技術(shù)在工藝上可分為超濾、微濾、納濾、反滲透以及電滲析等方法，這些方法的應(yīng)用能夠針對(duì)各種水質(zhì)發(fā)揮不同的作用，使膜分離技術(shù)在各行各業(yè)中都能得到應(yīng)用。目前，新型的膜分離技術(shù)也在如火如荼的進(jìn)行，為膜分離技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]舒實(shí).膜生物反應(yīng)器的系統(tǒng)仿真模型研究[D].湖南大學(xué)，2005.

[2]晁萌.生化法污水處理技術(shù)研究[D].大慶石油學(xué)院，2005.

[3]藺愛國(guó)，劉培勇，劉剛，張國(guó)忠.膜分離技術(shù)在油田含油污水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].工業(yè)水處理，2006（01）.endprint