微濾＋反滲透技術在污水處理中的應用

劉佰越

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

微濾＋反滲透技術在污水處理中的應用

劉佰越

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

長期以來，各種廢水的深度處理一直是廢水處理過程中的一大技術難題，對此環保處理工作人員對該問題進行了大量的研究，并在此基礎上取得了許多優異的成果。但是不同的技術方法所對應的廢水處理條件各有不同。膜分離技術以其高效、節能以及清潔生產等特點廣泛用于各種污水處理中。其中微濾＋反滲透技術尤為突出，并受到廣泛關注。文章對近年來膜分離技術的最新研究和進展進行了概述，并對未來的發展進行了展望。

膜分離；污水處理；微濾；反滲透

微濾技術可以將廢水中大分子物質和懸浮物截留在濃水中，反滲透技術可將廢水中的溶解性鹽類和難降解的溶解性有機物去除。由微濾＋反滲透組合而成的雙膜技術是指采用膜分離工程技術對廢水進行深度處理，以使得廢水能夠達標排放或者回用的一門技術，它在垃圾填埋、造紙、電鍍、醫藥等行業生產過程中產生的廢水處理中起到重要的作用。目前在我國該技術已經被廣泛應用于各種污水處理項目中并起到不錯的效果。

1 雙膜技術概述

所謂的雙膜技術即微濾＋反滲透復合技術，該技術彌補了單一的微濾或者反滲透技術的不足，并已經廣泛應用于多個領域的廢水處理項目中。

1.1 微濾

微濾（Micro Filtration，簡稱MF）是以靜壓差為推動力，利用篩網狀過濾介質膜的“篩分”作用進行分離的膜過程［1］。微濾的主要作用是從氣、液相物質中去除膠體、細菌和固體物質，從而達到凈化、分離等目的［2］。

微濾的分離機理是篩分機理，即起決定性作用的是膜的物理結構。除此之外，吸附性能的大小和電性能的強弱等因素對截留作用也有一定的影響。

微孔濾膜的截留作用可分為膜表面截留和膜內部截留兩大類：膜表面截留是指膜的機械截留作用（篩分作用）、物理作用或吸附截留作用和架橋作用；膜內部截留不是發生在膜的表面而是指將污染粒子截留在膜內部。

微孔膜截流作用示意圖如圖1所示。

圖1 微孔膜各種截流作用示意圖

1.2 反滲透

反滲透（Reverse Osmosis，簡稱RO）是通過選擇透過性膜，在壓力作用下將溶液中的溶劑和溶質分離的技術。反滲透在運行過程中所需的條件有兩個：一是外界施壓要大于溶液的滲透壓；二是需要具有選擇透過性的半透膜［3］。反滲透膜表面孔隙尺寸一般在1 nm左右，能去除絕大部分離子、溶解性有機物、生物和膠體以及大部分硅酸等，因此經反滲透膜處理過的污水其出水的凈化程度很高，基本上可以滿足回用要求［4］。

膜過濾示意圖如圖2所示。

圖2 膜過濾示意圖

1.3 雙膜技術的特點

相較于傳統的污水處理工藝，微濾＋反滲透工藝不僅具有更高效的過濾效率，而且可以將污水中大部分的污染物有效地去除，更有利于提高污水處理的出水水質。在應用微濾＋反滲透工藝處理污水時，由于不需要投加化學藥劑，這樣即有效地避免了出水水質的二次污染，且處理后的出水完全可以回用到生產中。對清潔生產和節能減排都起到了非常良好的作用。在微濾＋反滲透工藝中由于這兩種膜材料的化學穩定性較好，抗酸堿能力較強，且耐熱耐水性能優越，這不僅能夠大大地增加污水處理過程中廢水的回收率，還可以有效地降低廢水排放過程中對周邊環境造成的污染，實現對環境的有效保護。

2 雙膜技術在工程中的應用

2.1 微濾＋反滲透工藝在造紙廢水處理中的應用

在我國造紙行業依然沿用傳統的生產工藝，即在生產過程中使用大量的水對造紙原料進行漿化。這也導致了廢水的排放量十分巨大。目前我國造紙廢水的主要處理工藝為預處理＋生化處理，經該工藝處理后的廢水COD仍然高達200 mg／L以上，且色度差，氨氮和含鹽量仍然很高［5］，為解決造紙行業污水大量排放的問題，就需要對生化處理后的造紙廢水進行深度處理，然后將處理后的廢水進行中水回用。目前造紙廢水深度處理技術主要包括高級氧化技術、膜分離技術等物理化學方法，以及固定化生物技術、生物絮凝技術等生物化學方法［6］，其中膜分離技術中的微濾＋反滲透工藝處理效果最好，可有效去除溶解性無機鹽和難以降解的溶解性有機物。

某造紙廠廢水進出水水質指標見表1，該造紙廢水預處理后通入雙膜系統進行深度處理，處理后的廢水出水完全可以達到回用的標準。

表1 某造紙廢廠水處理進出水水質指標

2.2 微濾＋反滲透工藝在冶煉廢水處理中的應用

冶煉廢水是在金屬冶煉過程中產生的廢水，由于在冶煉過程中會有大量的冶煉藥劑加入，故冶煉廢水也是一種含有毒性的難降解有機廢水。冶煉廢水經常規處理方法處理后廢水中污染因子的濃度含量仍然很高，不能達到排放標準。所以需要對冶煉廢水進行深度處理。膜分離技術由于其諸多優點，現廣泛應用冶煉廢水深度處理領域。采用預處理＋微濾＋反滲透的雙膜技術深度處理冶煉廢水，可有效去除廢水中的COD、可溶性無機鹽等污染因子，從而提高處冶煉廢水的處理效率以及滿足中水回用的標準和目的。

某釩冶煉廢水進水出水質見表2，經過預處理后的冶煉廢水進入微濾＋反滲透系統進行深度處理，處理后的出水水質指標良好，完全可以滿足排放和回用的要求。

表2 某釩冶煉廢水進出水水質指標

2.3 微濾＋反滲透工藝在垃圾滲濾液處理中的應用

目前我國城市生活垃圾的處理主要是以填埋為主，即建設一個城市垃圾填埋場，將城市中產生的生活垃圾集中填埋并壓實。但在垃圾填埋以后會從填埋庫底部流出大量的垃圾滲濾液，這些垃圾滲濾液中的污染物含量巨大，污染濃度非常高且組分變化大，成分極其復雜，傳統的活性炭吸附＋生化處理的聯合工藝方法難以對該類廢水進行有效的去除［7］。而采用膜分離技術就可以有效地解決這一難題。針對垃圾滲濾液的處理，應在傳統的處理工藝基礎上再加上微濾和反滲透的深度處理方法。經過微濾和反滲透膜可以對滲濾液中的無機成分和有機成分進行有效的去除。處理后的出水可以直接排放。濃縮液也可以通過蒸發獲取固態廢物，也可以直接倒排至垃圾填埋場進行二次過濾。

某填埋廠滲濾液處理進出水水質見表3，該滲濾液經預處理＋微濾＋反滲透系統處理后出水可以達到《生活垃圾填埋污染控制標準》（GB16889－2008）標準內的排放要求。出水可以直接用于農業灌溉或直排到城市生活污水管道。

表3 某填埋廠滲濾液處理進出水水質指標

3 結 論

1.微濾＋反滲透的雙膜工藝不僅具有較強的物化作用，其分離作用也十分顯著，經過該系統深度處理后的各類污水出水水質良好，基本可以滿足回用或直接排放的要求。在各項工程中對開發中水回用、資源的節約、污染的治理、環境的保護等方面均起到促進作用。

2.膜分離技術由于其操作簡單、占地面積小、能耗低等特點，可被用于造紙、冶煉、垃圾滲濾液等多個行業的污水深度處理領域，且可以得到較好的社會環境以及經濟效益。

3.由微濾＋反滲透組成的膜分離技術的核心是膜，故在采用該技術時應特別注意進水的水質應符合膜工藝的進水要求，以免在使用過程中因水質硬度過高或懸浮顆粒物過多而造成膜的堵塞或損壞。

［1］ 何明，尹國強，王品.微濾膜分離技術的應用進展［J］.廣州化工，2009，37（6）：35－37.

［2］ 寧培勇，丁津華，徐文體，等.濾膜過濾技術應用研究進展［J］.中國消毒學雜志，2006，23（1）：63－65.

［3］ 周正立.反滲透水處理應用技術及膜水處理劑［M］.北京：化學工業出社，2005.1－86.

［4］ 張建國，羅凱.膜技術在處理重金屬廢水中的應用［J］.礦業工程，2004，（5）：52－55.

［5］ 李志平，劉千均，林親鐵.造紙廢水深度處理技術的應用研究進展［J］.中國造紙學報，2010，（25）：102－107.

［6］ 萬金泉.當代制漿造紙廢水深度處理技術與實踐［J］.中華紙業，2011，32（3）：18－23.

［7］ 錢正超，黃文韜.膜過濾技術在廢水處理中的應用研究［J］.綠色環保建材，2016，（8）：28.

M icrofiltration and Reverse Osmosis Technology in W astewater Treatment

LIU Bai-yue
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

The advanced treatment of variouswastewater has been amajor technical problem in wastewater treatment for a long time，the environmental protection workers have done a lot of research on this problem.And on this basis，mademany outstanding achievements.But different technicalmethods have differentwastewater treatment conditions .Membrane separation technology with its high efficiency，energy saving，clean production and other characteristics are widely used in various sewage treatment.The microfiltration and reverse osmosis technology is particularly prominent，and received extensive attention.The recent research and developmentofmembrane separation technology are summarized，and the future development direction of the proposed recommendations.

membrane separation；wastewater treatment；microfiltration；reverse osmosis

X703.1

A

1003－5540（2017）02－0063－03

2016－11－10

劉佰越（1987－），男，助理工程師，主要從事廢水處理、廢渣處理等領域的咨詢及設計工作。