芻議膜分離法污水處理技術

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)進一步發(fā)展的難題。因此必須采用先進的技術，找到合理的治理手段。膜分離技術在污水的處理中具有傳統(tǒng)方法無法比擬的優(yōu)勢，因此，必須全面了解其特點及應用方法，使污水得到更好的治理。

關鍵詞：膜分離；污水治理；技術

近年來，我國的城市化得到很好的發(fā)展，與此同時，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成分，對人類的健康具有很大的威脅。而我國部分地區(qū)處于嚴重缺水的狀態(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，還要加強污水的處理工作，使污水資源得到回用。膜分離技術就是這種環(huán)境下所產(chǎn)生的一種新型技術，其在污水處理方面有很大的優(yōu)勢。

1 膜分離技術概述

1.1 膜分離技術的現(xiàn)狀

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

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

1.2 膜分離技術的特點

膜分離技術是一種生物技術，其在使用上具有很多生物特點。首先這種技術具有裝置緊湊的特點，由于該技術不需要沉降槽來處理活性污泥，使得裝置的整體體積減小，便于應用。其次膜分離技術能夠處理高濃度的污水，由于這項技術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，擴大了污水的處理范圍。另外，膜分離技術還具有高品質處理污水的特點。由于膜技術對污染物的分離比較徹底，所得到處理水也十分澄清。同時該技術也能去除高分子污染物，使污染水得到更好的處理。該技術基本不含有病原體，無需進行消毒，使得凈化的水源不僅有機物的濃度降低，總氮的濃度也得到降低。在其反應器中，大分子受膜的作用而留到反應池中，且停留的時間較長，為物質的完全講解創(chuàng)造了條件。除此之外，膜分離技術還具有維護管理容易的特點，與傳統(tǒng)的技術相比，該技術省去了沉降槽的應用，易于管理污泥的濃度，且設備較為輕便，易于操作管理。

1.3 膜分離技術的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的生物分離技術相比，膜分離技術具有很大的優(yōu)勢。在應用方面，這種技術既能有效的凈化污水，使水中的污染物分離，對微小分子的分離技術已經(jīng)達到十分成熟的階段，并且能夠將有用的物質回收，使物質得到再利用。在裝置方面，還具有易于操作、設備簡單、穩(wěn)定性良好、無相變以及安全性高等優(yōu)勢，能夠有效的處理工業(yè)廢水，具有良好的發(fā)展前景。

2 膜分離技術的應用

2.1 微濾技術

這種方式一般應用于污水的精密過濾，能夠將污水中的細菌等微小物質分離出去，其分離組的直徑可達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用。在處理工業(yè)廢水時，微濾可以應用于涂料行業(yè)及含油廢水的處理，也可用于處理重金屬廢水，并在實際應用中逐漸得到完善。在研究中發(fā)現(xiàn)，使用無機微粒膜與氫氧化鎂結合將印刷廢水處理，可使脫色率達到98%甚至更高，在對膜污染的研究中也取得了很好的成果。當前我國的微粒膜研究已經(jīng)基本達到世界水平，但在儀器的組建上還存在著落后現(xiàn)象，這也影響了對水質的深度處理。

2.2 超濾技術

超濾對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)。目前超濾技術在污水的處理中應用很廣，其中電泳涂料污水處理在工業(yè)污水處理中應用最多。這種技術的應用能夠制備高純度的凈水，也可以處理重金屬廢水、含油廢水及重金屬廢水等工業(yè)廢水，還可以在處理羊毛的廢水中提取羊毛脂。研究表明，超濾技術應用于煉油廢水處理時，能夠去除其中的懸浮物，從而降低廢水的污濁度，以滿足反滲透進水的要求，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。雖然目前我國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的發(fā)展提供了保障，使超濾技術具備了很大的優(yōu)勢。

2.3 納濾技術

納濾技術目前正處于積極的研究中，納濾膜對分子量在200至1000的有機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物的去除上。由于納濾膜結構上的特點，使其能夠應用于生化產(chǎn)品的處理和飲用水的制備方面。在處理工業(yè)廢水時，納濾膜能夠處理含有溶劑的廢水，因此能夠在造紙、機械加工及電鍍等領域得以應用，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，必須將這些物質徹底分離后才能排放，因此很多科研機構做了先關研究，證明了納濾技術能夠脫除石油中95%的酚，且能有效的除去汞、鎳等重金屬離子。我國對于納濾技術的研究從上世紀80年代就已經(jīng)開始，并之間發(fā)展完善，但目前這種技術還存在價格偏高的不足，需要進一步加強對于技術的研究。

2.4 反滲透技術

反滲透技術的應用對污水中無機鹽的溶解有很好的效果，且滲透膜對很多溶質的脫除率都很高。目前這種技術主要應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。反滲透技術可以應用與各個領域，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)也使用這種技術來完成預脫鹽工作。我國的反滲透技術已經(jīng)達到十分先進的水平，且復合膜技術已經(jīng)完成中式。在當前市場上，中空纖維型的膜技術一般以國產(chǎn)膜組建為主體，減少了進口數(shù)量。在工業(yè)中，通過引進部分關鍵部件，設計完成的反滲透裝置得到了很好的應用，在一定程度上取代了整機進口的模式，實現(xiàn)經(jīng)濟和技術的進步。endprint

2.5 電滲析技術

我國的電滲析技術已經(jīng)達到很高的水準，在技術上也領先于很多其他國家。這種技術主要應用在海水的談化中，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。針對其只能除去鹽分而無法去除有機物的問題，各科研機構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 新型膜分離技術的開發(fā)

基于膜分離技術的特點和不足，新型的膜分離技術也處于積極的研究與開發(fā)中，最為常見的就是液膜技術。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，并且能夠應用于相似的物質。在醫(yī)學上，液膜可以分離很多有毒物質，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，是一種氣態(tài)的薄層，主要用于將兩種水溶液進行分隔，通過分離揮發(fā)性溶質而達到處理污水的效果。另外，滲透蒸發(fā)也是一種新型的膜技術，能夠利用不同組分溶解度的差別將組分分離。滲透蒸發(fā)技術目前已經(jīng)能夠將有機物從水中進行分離，且發(fā)展的速度也很快。由于這種技術需要的費用較高，一般不作為單獨使用，而是多用于集成的過程，將其與其他的過程充分結合，這樣既能發(fā)揮技術本身的優(yōu)勢，又使資金得到節(jié)約，能夠達到資源優(yōu)化的目的。在膜的制備工藝上，為增加膜的透氣性，延長其使用時間，科研人員也在積極研發(fā)新的技術，到目前為止已經(jīng)完成動態(tài)膜、點NF等先進工藝，并成為現(xiàn)代膜工藝研究中的重點。隨著污水處理的要求不斷嚴格，對膜技術的要求也越來越高，這使得我國的膜分離技術得到不斷的發(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膜等先進技術，提高了污水處理的能力，有助于生態(tài)環(huán)境的建設。

4 結語

膜分離技術是現(xiàn)代污水處理中廣泛應用的一項技術，具有設備安全性高，操作簡便，穩(wěn)定性強等優(yōu)勢，在各種工業(yè)中得到良好的發(fā)展。膜分離技術在工藝上可分為超濾、微濾、納濾、反滲透以及電滲析等方法，這些方法的應用能夠針對各種水質發(fā)揮不同的作用，使膜分離技術在各行各業(yè)中都能得到應用。目前，新型的膜分離技術也在如火如荼的進行，為膜分離技術的進一步發(fā)展提供了保障。

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