談膜分離技術的現狀及其在染料化工中的應用

陳浩兵 （浙江龍盛集團股份有限公司，浙江 紹興 312368）

汪建 潘洪良 （上海科華染料工業有限公司，上海 201108）

膜技術是一種新型的分離技術，有著綠色清潔生產技術的美名。在對于染料的純化以及濃縮上有著極其優秀的技術水平，遠勝于傳統鹽析效率。在對于染料廢水的處理方面也有著獨特的優勢。染料業的水污染問題一直是遏制其發展的阻礙之一，也是環保業的重點難題。膜分離技術的出現，可實現更為綠色有效的分離，減少廢水中鹽分含量和不易降解物濃度，大大減輕了處理難度。基于此，本文將重點分析膜分離在染料生產與廢水處理方面的應用，以期此技術為獲得更為高質量的染料和減少水污染、保護環境盡一份力。

1 膜分離技術及其現狀

所謂膜分離技術便是采用特別選擇透過性質的膜，在推動力的作用下實現物質分離的一類技術，可用于混合成分之間分開或者提純某組分，濃縮某組分。常用的推動力有膜兩邊的電位差、壓差、濃度差等。采用壓差的主要有四種技術：一是反滲透，即是膜的另一側放置比水溶液更高滲透壓的液體，使水溶液中雜質從半透膜反滲透至另一側，此法在目前十分先進節能，且應用廣泛；二是超濾，即利用篩分原理與超濾膜，使混合組分中大分子無法透出，小分子順利透出成超濾液，實現小大分子分離目的；三是納濾，即利用納米級孔隙濾膜進行分離，截取分子量效果處于前兩種方法之間，但因其膜攜帶電荷，對氨基酸、肽段類物質分離有獨特優勢；四是微濾，也是利用篩分原理，半透膜孔隙為微孔且大小固定，以保證精確，多進行水處理，除去其中微生物等物質。膜分離技術由于其操作流程簡便，耗能低，分離溫和，無污染，分離效率高等優勢而得以廣泛應用。

2 膜分離于染料提純的應用

在染料業內原染料的含鹽水平幾乎可達到十分之四以上，且其中摻雜的雜質物非常之多，極容易導致染色效果差，著色低，色差大等，這些將使得染布質量大受影響。因此引入優秀的工藝技術，盡可能地提純染料，去除雜質，可極大提升染料質量與染色效果。膜分離技術的工藝整體溫和，無再次污染，分離效果很高，耗能低，因此在提純染料方面不失為一種理想優選的技術手段。目前的主要應用面是對于粗制染料的去鹽、濃縮等，以及漸漸延伸用于制作酸性與活性染料。在膜技術廣泛應用之前，工業染料去鹽主要利用鹽析以沉淀，再過濾溶解等以分離，此法需鹽量大，回收鹽率卻極低，且這些無法回收的鹽類污染水質，染料也會流失一部分，且新混入很多無機鹽類。現改用膜分離之后，利用選擇性透過膜，在推動力作用以進行分離，效率大大增加，且污染極大降低。對水溶性高染料，目前常采用納濾法實現分離，由于此孔徑的膜材料，截留值恰恰涵蓋大部分染料分子，且對小分子透過率極高，脫鹽水平甚至可達八成以上，染料損失小于千分之一；一般在工藝順序上，先是膜分離恒容除鹽，然后膜分離去水分子濃縮。在對于水溶性低的染料，一般則用超濾法實現分離。膜分離是常溫分離，且無化學反應，因此染料的性能得到極大保存，且分離膜另一側的混合液亦可回收其中組分。在處理染料之后的污水處理環節，因為膜分離技術使染料流失率大大降低，且鹽分含量也極低，所以處理難度和壓力也極大的減輕。總之，在對于染料提純方面，膜分離有廣闊應用前景及優勢。

3 膜分離于染料化工污水處理的應用

在目前已構建完成的染料污水處理機構中，能符合處理標準的設施不足25%，廢水處理的不到位加速了水污染的惡化程度，因此解決廢水處理效率與效果迫在眉睫。現在已有技術嘗試使用膜分離進行廢水處理，主要的對象是鹽分高、難以生物降解的染料廢水，流程是對于廢水提取，實現染料回收。一般都是多種技術混合聯用的，膜分離技術只是其中的關鍵步驟，可以減少染料的流失浪費，減輕其他步驟的處理壓力。因為有些廢水偏酸性或者堿性、高溫等，所以在經過膜分離時要先進行預處理，中和PH值以及粗過濾、降溫等，以避免對半透膜的損害，降低其使用壽命和回收效率。廢水由于雜質較多，所以處理起來需考慮的因素較多，步驟復雜，需合理設計以實現最大化的處理效果。膜技術加入染料污水處理的技術現已在部分地區試點，相信會逐步展開進一步的研究。

4 結語

本文分析了膜分離技術用于染料的純化濃縮工藝技術，可知采用這種技術可以獲得更為高質量的染料。另外由于其可進一步回收廢液中的染料分子和鹽分，故在染料的廢水處理上有也有著巨大潛力。但染料化工的廢水成分復雜，處理步驟繁雜，一直是廢水處理的難題之一。因此設計合理的處理步驟，有效結合膜分離技術，有待進一步的進步。

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