膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用

韓宏偉 范麗娟 向玉

摘 要：新時(shí)期，我國化工產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，其在我國國民經(jīng)濟(jì)體系中占據(jù)著十分重要的地位?；U水危害程度比較大，這在社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)是在所難免的。為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，滿足節(jié)能環(huán)保的基本要求，各個(gè)國家都在探索新型的廢水處理方法，其中，膜技術(shù)成為重要產(chǎn)物。對(duì)此，本文就膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用展開了相關(guān)的分析與研究。

關(guān)鍵詞：膜技術(shù);化工廢水;處理;應(yīng)用

膜技術(shù)即膜過濾技術(shù)、膜分離技術(shù)，其屬于一種深度水處理方式，其在化工、醫(yī)藥、飲料加工與食品等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。如今，我國工業(yè)體系日漸完善，促進(jìn)了我國化工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，使得國家化工生產(chǎn)與技術(shù)研究能力得到了大大提升，不過也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。膜技術(shù)出現(xiàn)后，促使我國化工廢水處理獲取了新途徑與新思路，推動(dòng)了我國化工產(chǎn)業(yè)與環(huán)保工作的進(jìn)一步發(fā)展。

一、膜技術(shù)的基本內(nèi)涵與工作原理

1、基本內(nèi)涵

膜技術(shù)是工業(yè)廢水處理過程中應(yīng)十分廣泛的方式，其主要是通過某一種比較特殊的半透膜來分離水中的分子或離子，其屬于一種新型流體單元操作技術(shù)[1]。在20世紀(jì)初期，膜技術(shù)是水處理方面的核心技術(shù)，發(fā)展至今，其發(fā)展速度飛快且取得了矚目的成績。目前，膜技術(shù)呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)，主要有電滲析、微濾等形式，其中，電滲析膜技術(shù)具有操作自動(dòng)化、節(jié)能的特點(diǎn)，其在整個(gè)廢水處理中應(yīng)用最為廣泛[2]。

2、工作原理

對(duì)于膜技術(shù)而言，其核心在于膜的具體應(yīng)用，其主要是通過選用具有分離功能的薄膜材料，以該薄膜材料為核心來達(dá)到裝置集成和應(yīng)用的目的。同時(shí)，膜技術(shù)的基本工作原理取決于膜的基本屬性，其與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)有所不同，其主要是通過液體內(nèi)物質(zhì)的基本物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)選擇性分離。由于這些物質(zhì)的物理性質(zhì)存在差異，主要差異表現(xiàn)為形狀、體積大小等方面，以達(dá)到初步分離的效果。另外，還要考慮物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)差異，具體的區(qū)別是接觸膜的基本流速、和膜或顆粒的反應(yīng)等情況，從而達(dá)到復(fù)雜分離與過濾的目的。

二、膜技術(shù)的基本特點(diǎn)

盡管膜技術(shù)的類型比較多，其在處理效果、技術(shù)要點(diǎn)與適宜環(huán)境等方面存在著比較大的差異，但是，仍舊以膜為主，其都存在著共性。從整體角度來講，膜技術(shù)的基本特點(diǎn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

1）能耗少。膜技術(shù)在發(fā)生反應(yīng)時(shí)，主要是在分子大小、密度方面產(chǎn)生物理分離的效果，其實(shí)現(xiàn)了基本分離但是不會(huì)改變物質(zhì)的基本特質(zhì)，在此種狀態(tài)下消耗的能量是比較少的[3]。

2）設(shè)備操作便捷。由于膜技術(shù)的運(yùn)行原理取決于膜的基本特質(zhì)，因此，操作起來無需太多的技術(shù)與人力。再加之PLC自控系統(tǒng)的有效配合，會(huì)讓分離工作變得更加便捷、高效。

3）于常溫狀態(tài)下運(yùn)行。由于溫度的差異，液體內(nèi)物質(zhì)的形態(tài)、性質(zhì)等可能發(fā)生了變化，因此，普通膜技術(shù)在溫度方面要求常溫，在此種狀態(tài)下使得能耗量大大減少。

4）適用范圍廣。當(dāng)前，由于我國膜技術(shù)逐步成熟，僅僅通過膜自身的優(yōu)勢(shì)與特質(zhì)，不用添加其他的輔助劑，能讓液體實(shí)現(xiàn)分離與過濾[4]。此外，膜技術(shù)對(duì)污水的污染程度、種類等沒有具體的要求，均能達(dá)到簡單分離的目的。因此，膜技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用十分廣泛。然而，若想達(dá)到更加深度的凈化效果，還要選擇合適的膜技術(shù)。

三、膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用

1、聚酯酯化廢水處理方式

聚酯酯化廢水處理技術(shù)是膜技術(shù)的一種，該技術(shù)主要是借助酯化反應(yīng)來對(duì)廢水中的聚酯進(jìn)行有效的處理，聚酯生產(chǎn)廢水就是聚酯在生產(chǎn)過程中發(fā)生了酯化反應(yīng)而產(chǎn)生的具有有機(jī)物質(zhì)的廢水。此種處理技術(shù)可以依據(jù)一定的聚酯裝置來對(duì)廢水展開合理的分類與處理，而后使用汽提技術(shù)把乙醛等有機(jī)化學(xué)發(fā)分子進(jìn)行初步的脫離，還要對(duì)有機(jī)化學(xué)大分子開展冷凝與收集。關(guān)于乙二醇含量低的問題，可選擇精餾技術(shù)來冷凝收集到的乙二醇，這樣會(huì)耗費(fèi)較多的能量。因此，必須要選擇合適的反滲透膜，還要對(duì)操作進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)乙二醇實(shí)施冷凝壓縮，運(yùn)用精餾純化方法來收集廢水內(nèi)的乙二醇，待到收集完畢后進(jìn)入到汽提塔之中，乙醛等有機(jī)物質(zhì)會(huì)通過汽提塔排出并進(jìn)行收集[5]，而乙二醇等化學(xué)成分會(huì)在塔底位置富集，而廢水會(huì)由汽提塔的底部引出，通過兩級(jí)換熱降溫，在換熱降溫時(shí)，可通過一級(jí)反滲透膜來對(duì)透過液實(shí)施降溫處理，等到冷卻之后可進(jìn)入到超濾系統(tǒng)，通過超濾系統(tǒng)的處理之后，會(huì)進(jìn)入下級(jí)反滲透系統(tǒng)，借助高壓泵來達(dá)到增加并讓其進(jìn)入到反滲透膜中，而透過液則會(huì)直接進(jìn)入到二級(jí)反滲透系統(tǒng)內(nèi)。在二級(jí)反滲透處理系統(tǒng)內(nèi)，透過液需要實(shí)施濃縮，而二級(jí)透過液則會(huì)返回至一級(jí)原料管入口或者進(jìn)料泵，經(jīng)過濃縮的透過液則會(huì)進(jìn)入到精餾塔內(nèi)進(jìn)行提取，等到提取之后，透過液可進(jìn)行回收利用。此項(xiàng)技術(shù)能夠大大提高廢水的可生化性能，也能有效降低污水處理的成本。

2、超濾廢水處理方式

膜技術(shù)是我國造紙產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)廢水的主要處理手段，其中，超濾效果最為突出。超濾廢水處理方式主要是借助超濾膜的孔徑來篩分廢水溶液各種物質(zhì)的。應(yīng)用超濾法來處理紙漿廢水更具環(huán)保優(yōu)勢(shì)，能有效避免工業(yè)廢水所造成的二次污染。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查與研究顯示，工廠選擇超濾法來處理紙漿廠的廢水，能及時(shí)過濾出有害力資，然后，借助漂白裝置把氯化合物含量控制到規(guī)定范圍內(nèi)，以達(dá)到廢水循環(huán)利用的目的。

3、電滲析廢水處理方式

電滲析主要是將直流電力視為核心推動(dòng)力，其主要是借助陰陽離子交換膜對(duì)離子的訓(xùn)責(zé)透過性特點(diǎn)，以分理出水溶液內(nèi)的相關(guān)離子，其主要是把離子交換法與電滲析法進(jìn)行有效結(jié)合的水處理模式，就是在電滲析除鹽室內(nèi)填充一定的陰陽離子交換劑，借助電滲析中的極化現(xiàn)象來離子交換填充床實(shí)施電化學(xué)再生處理，其具備電滲析的連續(xù)性除鹽與離子交換技術(shù)可深度脫鹽的優(yōu)勢(shì)，也防止出現(xiàn)電滲析技術(shù)濃度極化與酸堿再生所帶來的諸多問題。在填充床電滲析淡水室中包含混合的陰離子、陽離子或離子交換纖維等，兩邊均為濃室。其具體工作過程主要為：其一，離子交換過程。淡水室內(nèi)的離子交換樹脂對(duì)離子的交換，以達(dá)到去除水中離子的效果。其二，離子的選擇性遷移。由于受到外電場的具體作用，水中的電解質(zhì)會(huì)順著樹脂顆粒所構(gòu)成的導(dǎo)電路徑而遷移到膜的表明，還會(huì)透過一定的離子交換膜達(dá)到濃室。

4、納濾膜技術(shù)

納濾膜技術(shù)的應(yīng)用具有一定的優(yōu)勢(shì)，即能夠免除污水處理過程中可溶性物質(zhì)對(duì)色度、硬度與異味等所產(chǎn)生的影響。此項(xiàng)膜技術(shù)的截留面的膜孔隙相對(duì)較小，約為80-1000um間，可彌補(bǔ)超濾膜技術(shù)所存在的不足，能形成納濾膜生物反應(yīng)器，其主要被應(yīng)用到工業(yè)廢水末端處理之中。

5、微濾膜技術(shù)

微濾膜的去污能力比較強(qiáng)，主要被應(yīng)用到石化領(lǐng)域。由于此種技術(shù)是通過微孔實(shí)現(xiàn)精細(xì)化過濾，可有效過濾掉病菌等有毒物質(zhì)。具體的實(shí)施方式為借助微濾膜與無機(jī)微濾膜來開展相應(yīng)的去污工作，其具有快速、高效、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的基本特點(diǎn)。該技術(shù)充分滿足了石化行業(yè)對(duì)污水去污能力的具體要求，也大大節(jié)省了時(shí)間和成本。

結(jié)束語：

綜上所述，膜技術(shù)屬于一種先進(jìn)的處理方法，其基本運(yùn)行原理主要包括化學(xué)原理與物理原理，其具有易操作、低能耗、智能化與應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。為達(dá)到理想的化工廢水處理效果，我們應(yīng)重視對(duì)膜技術(shù)的深度研究與開發(fā)，以探索出更為優(yōu)質(zhì)的膜技術(shù)，進(jìn)而提高廢水處理質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]李政韜.化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019，45（07）：134-135.

[2]賀利飛.化工廢水處理中膜技術(shù)的運(yùn)用及相關(guān)問題闡述[J].化工管理，2016（24）：149.

[3]毛國權(quán).化工污水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2018，38（11）：158-159.

[4]林云，何如國.膜處理技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2017，43（06）：184-185.

[5]陳錦秀.膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，42（11）：20+34.