膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

牛云

摘 要：膜分離技術(shù)作為一種區(qū)別于傳統(tǒng)工藝的處理水的技術(shù)，不僅能夠?qū)U水中的對(duì)人類有利用價(jià)值的物質(zhì)進(jìn)行再利用，而且處理廢水的能耗低，操作簡(jiǎn)單。故本文主要討論了膜分離技術(shù)在不同工業(yè)廢水中的應(yīng)用，以及其發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：膜分離；工業(yè)廢水

Abstract ： Membrane separation technology as a water treatment technology that is different from the traditional process can not only reuse the substances that are valuable to human beings in wastewater but also have low energy consumption and simple operation. Therefore， this article mainly discusses the application of membrane separation technology in different industrial wastewater， and its development prospects.

Key words： Membrane separation； Industrial wastewater

1 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)由于其具有易分離、濃縮等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)兼具可在常溫下進(jìn)行、能耗低等滿足當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的需要所具備的性質(zhì)開始迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)在水處理、食品、醫(yī)學(xué)、能源等方面有了廣泛的應(yīng)用。在城市污水、工業(yè)廢水領(lǐng)域主要應(yīng)用微濾；在飲料工業(yè)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理中運(yùn)用超濾；在農(nóng)產(chǎn)品深加工、以及一些環(huán)保工業(yè)中運(yùn)用納濾；在制備飲用水、苦咸水淡化等方面運(yùn)用反滲透技術(shù)，此外滲析、液膜分離法等運(yùn)用在生活生產(chǎn)工藝中。

2 膜分離技術(shù)處理工業(yè)廢水

2.1 膜分離技術(shù)處理印染廢水

楊俞等[1]研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用微濾凈化印染廢水的技術(shù)可以說(shuō)已經(jīng)相對(duì)成熟。就COD去除率這個(gè)指標(biāo)來(lái)看運(yùn)用超濾-反滲透連用技術(shù)的COD去除率最高，已經(jīng)接近100%，運(yùn)用超濾-納濾工藝的COD去除率平均在90%以上，進(jìn)行超濾或微濾處理的印染廢水COD去除率在60%以上。不同的膜分離技術(shù)的選用是根據(jù)印染廢水中要去除的顆粒物的大小而決定的。超濾能夠阻擋的顆粒物或者分子直徑相對(duì)微濾大，一般為5nm到100nm；婁曉祎等[2]研究發(fā)現(xiàn)由于反滲透技術(shù)依靠反滲透膜兩側(cè)的靜壓力差進(jìn)行運(yùn)作，然而印染廢水中的鹽的濃度相對(duì)高，讓反滲透技術(shù)因?yàn)槠涓邼B透壓而難以推廣，故近年來(lái)逐漸被納濾技術(shù)所代替。

2.2 膜分離技術(shù)處理造紙工業(yè)廢水

造紙工藝廢水處理的工藝，主要是要解決COD以及懸浮物的存在問(wèn)題。朱瀟瀟等[3]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：制作好PVDF微濾膜，PES微濾膜，DK納濾膜后，在對(duì)造紙廢水的初沉池、二沉池的廢水分開處理中，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有經(jīng)過(guò)絮凝處理的廢水中，運(yùn)用超濾膜處理的COD去除量不太樂(lè)觀，但如果用絮凝處理則效果有很大的改善。而他們又進(jìn)一步對(duì)納濾膜處理造紙廢水的效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，表明納濾是對(duì)微濾的進(jìn)一步處理，能夠進(jìn)一步去除廢水中的各種陰陽(yáng)離子。

曹邦威[4]研究發(fā)現(xiàn)，膜分離處理造紙工業(yè)廢水的方法已經(jīng)被世界上多個(gè)國(guó)家利用發(fā)展，如日本的三島工廠將日處理量4000m3的硫酸鹽木漿漂白E段廢液用超濾手段處理，使COD的去除率大于78%，去除色度的百分率大于93%，總固體物質(zhì)去除率大于35%，同時(shí)，滲透液、濃縮液被回收再利用；英國(guó)的Chirk紙廠通過(guò)反滲透膜分離裝置處理磨木工段產(chǎn)生的廢水，并將被處理過(guò)的水重新送回最初的原點(diǎn)，使整個(gè)系統(tǒng)完成了零排放。通過(guò)這種方法僅通過(guò)一道程序即可將廢水進(jìn)化；需要的投入以及操作費(fèi)用相對(duì)不高；能夠有效地適應(yīng)水體的溫度和毒性，處理水效果穩(wěn)定；同時(shí)也符合可持續(xù)發(fā)展的要求，能夠回收再利用水中的可溶性物質(zhì)。

2.3 膜分離技術(shù)處理重金屬?gòu)U水

根據(jù)陳建偉[5]研究發(fā)現(xiàn)，電滲析技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相對(duì)成熟，適用于含有Ni2+、Cu2+、Cr2+、Zn2+等離子的電鍍工業(yè)漂洗水的回收。其原理是使水仍然在進(jìn)料的方向，而使金屬離子順利通過(guò)膜，依靠膜與重金屬離子的作用使其分開。反滲透技術(shù)不僅能夠截流絕大部分無(wú)機(jī)物，更加適合對(duì)濃度較低的溶液進(jìn)行濃縮，而且對(duì)于截流含銅、鋅重金屬?gòu)U水同樣有效，截留率均在90%以上。作為超濾與反滲透中間的納濾，道南效應(yīng)和空間位阻效應(yīng)作為其應(yīng)用機(jī)理，由于其體積濃縮因子相對(duì)高、沒(méi)有二次污染的產(chǎn)生等優(yōu)勢(shì)，在處理濃度較高的鐵、銅等工業(yè)廢水中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但就目前來(lái)說(shuō)，處理重金屬?gòu)U水應(yīng)用最廣泛的是微濾和超濾技術(shù)。沉淀-微濾處理法首先用堿處理廢水，是重金屬離子發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體或者沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾，已達(dá)到濃縮與分離目的。另外一種采用表面活性劑與超濾膜技術(shù)相結(jié)合的工藝是膠束增強(qiáng)超濾法，適用于富集水溶液中的Zn2+、Co2+、Cu2+等元素。膠束增強(qiáng)超濾法利用表面活性劑濃度與臨界膠束濃度的差異， 當(dāng)前者大于后者時(shí)，變生成兩性聚合物膠束。通過(guò)靜電力重金屬離子被膠束所吸附，然后使用超濾膜使其濃縮分離。

3 膜分離技術(shù)的問(wèn)題與發(fā)展前景

應(yīng)用膜分離技術(shù)處理工業(yè)廢水的范疇很廣，如處理含油廢水油田采出水、高濃度的有機(jī)廢水、食品加工廢水、放射性廢水等。但是由于膜處理工藝的發(fā)展相對(duì)于傳統(tǒng)的工藝來(lái)說(shuō)時(shí)間較短、工藝還沒(méi)有完全成熟，首先膜的成本相對(duì)較高，目前我國(guó)還缺少自主研發(fā)的膜分離技術(shù)；其次膜在工作時(shí)容易發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，不易清洗，使運(yùn)行成本增加，膜的更換周期加快；同時(shí)操作壓力、時(shí)間、溫度、廢水污染物質(zhì)的濃度、不同膜孔徑的大小、膜厚度、膜面流速都會(huì)膜的處理效果產(chǎn)生不同程度的影響[6]。如果我們?cè)诮窈蟮纳a(chǎn)生活中能夠更好解決這些問(wèn)題，那其定能得到更好的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊俞（Yang Yu），王淑影（Wang Shuying），徐瑧（Xu Jin）.科技資訊， 2017（21）：88～90.

[2] 婁曉祎（Lou Xiaoyi）.印染廢水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用.中國(guó)浙江德清： 2016. 5.

[3] 朱瀟瀟（Zhu Xiaoxiao），劉銳（Liu Rui）. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)， 2008（2）：77～79.

[4] 曹邦威（Cao Bangwei）.國(guó)際造紙， 2002（1）：41～43.

[5] 陳建偉（Chen Jianwei）.廣東化工， 2009（4）：132～135.

[6] 崔海新（Cui Haixin），鐘爽（Zhong Shuang）.改革與開放， 2009（8）：143.