膜技術分離化工污水的原理及其應用研究

王文麗

(陽煤集團太原化工新材料有限公司，山西 太原 030400)

引 言

隨著社會的快速發展，人類對于物質的需求越來越多，相應的化工企業的生產規模也是越來越大[1]，因而在生產過程中所產生的污染物也越來越多，這不僅對生態環境造成了巨大的壓力，同時也嚴重的危害著人類安全[2]；在化工生產形成的廢固、廢氣以及廢水等各類污染物中，相對來講廢水的影響更為深遠，因為廢水中富含各類有毒有害物質，如果直接排放到水體中，不僅危害水體環境還影響生態平衡，且其能通過食物鏈富集對人體造成危害[3]，因此社會各界越來越關注污水處理，污水處理技術也得到了長足的發展[4]，處理效果以及效率均得到了大幅度提升，特別是膜技術的發展更進一步加快了污水處理技術的發展[5]。

膜技術是近些年發展起來的一種新型的污水處理技術[6]，膜技術在污水處理時與傳統方法不一樣的地方在于其不會形成二次污染，可以大幅度提升污水處理的質量以及效率[7]。本文通過對膜技術處理化工污水的原理進行探索，并就其應用進行分析，以期為相關從業人員提供參考。

1 膜技術處理化工污水的原理

采用膜技術處理化工污水，基本原理通常都是利用電勢、壓力、濃度梯度的差異，利用污水中各個組分的滲透差異將各個組分分開從而達到分離化工污水的目的[8]，由于膜技術的不同，其原理又不太相同，現在應用較多的膜技術大致可以分為：超濾膜[9]、微濾膜[10]、納濾膜[11]。

1.1 超濾膜處理化工污水的原理

超濾膜處理化工污水的原理主要是利用超濾膜的孔徑特性，通過將化工污水中顆粒進行攔截從而實現對化工污水中顆粒的分離，將化工污水進行凈化，對污染物質進行濃縮，采用該種方式來處理化工污水可以快速降低污水中的顆粒含量，增加其澄清度，有效提升化工污水的處理效果；此外該技術由于濾膜的孔徑特性，還可以有效阻攔污水中的菌類、藻類等生物質，可以有效避免其在污水處理系統表面的沉積以及生長。

1.2 微濾膜處理化工污水的原理

微濾膜處理化工污水的原理主要是利用微孔精密過濾技術對化工污水進行凈化，該技術可以有效清除化工污水中的菌類以及固體顆粒，采用該技術可以大幅度提升污水處理的效果，在半導體污水處理中有著廣泛的應用；此外，該技術相對于超濾膜技術來講其成本要相對低一些，是一種高性價比的污水處理技術。

1.3 納濾膜處理化工污水的原理

納濾膜處理化工污水的原理主要是基于納濾膜的孔徑特性來對微小物質進行分離以達到分離化工污水中污染物質的目的，該技術可以很好地彌補超濾膜技術中存在的色度以及異味等問題；在應用此技術時可以選擇性地引用納濾膜微生物反應器并將其并入到半連續的工業生產中去。

2 膜技術處理化工污水的應用

2.1 超濾膜在化工污水處理中的應用

采用超濾膜處理化工污水時處理效率高、處理質量好，不僅可以有效減少污水處理中化學品的應用，同時還可以有效規避二次污染；該技術進行化工污水處理工藝成熟、操作可靠，已能很好地進行自動化生產。

該技術采用的超濾膜可以有效抵抗酸堿以及高溫的影響，因此在應用時不僅可以處理酸性或者堿性的污水，還可以處理溫度超過100 ℃的污水，因此其處理范圍非常廣泛；此外，該技術采用超濾膜的精度非常高，在污水處理過程中能阻擋污水懸浮物中的菌類，因此還可以將超濾膜與升華技術相結合來有效地去除污水中的有機污染物，且該種方式的處理成本與生化污水處理的成本相比并沒有明顯增加，目前超濾膜處理污水技術已廣泛應用于污水處理體系中，在飲用水處理以及造紙廢水處理中的應用則更為廣泛。

2.2 微濾膜在化工污水處理中的應用

微濾膜相對來講其孔徑相對較大，在污水處理過程中對于粒徑較大的膠體以及懸浮物等污染物的去除效果非常好，但是對于粒徑較小的污染物則去除效果較差，因此通常不會采用微濾膜來對化工污水進行深度處理，這種方式通常作為化工污水深度處理的預處理過程，但是微濾膜技術在半導體行業的污水處理中應用效果非常好并且其處理效果得到了廣泛認可。

微濾膜相對來講其孔徑較大，如果將該種技術與物理污水處理技術進行有機結合來對化工污水進行預處理，可以有效改善后續污水處理的效果，同時由于微濾膜的透過性可以有效阻擋部分大尺寸的污染物，因此在后續的深度處理過程中一方面可以增加污水分離的精度以及效果，此外還可以避免大尺寸的污染物堵塞小尺寸的濾膜造成污水處理效率的下降。

2.3 納濾膜在化工污水處理中的應用

相對于超濾膜以及微濾膜，納濾膜的孔徑相對要更小，其去除化工污水的能力也更好，在處理化工污水時該技術可以很好地彌補超濾膜在處理化工污水中存在的一些不足之處，納濾膜處理化工污水時不僅可以阻隔污水中的各種尺寸的污染物質，同時還可以將污水中帶有異味以及色度的有機小分子進行有效阻隔，進而避免污水處理后存在異味以及異色的問題，其凈化效果更為強大；在食品行業中，如果涉及到水處理以及脫色等工序，同樣可以采用納濾膜技術來保證處理效果，另外如果需要對食品加工過程中的發酵液中的有機酸等小分子進行去除，同樣也可以采用納濾膜技術來對有機酸進行回收再利用；此外，納濾膜技術如果與生物反應器相結合可以在半連續情況下有效控制處理效果。

3 結語

化工污水不僅危害生態環境，也對人類安全造成極大的危害，污水處理已得到社會各界廣泛的關注；膜技術作為近些年發展起來的一種新型的污水處理技術，在污水處理領域起著至關重要的作用，采用膜技術處理化工污水，基本原理通常利用電勢、壓力、濃度梯度的差異來對化工污水中的污染物質進行有效分離以及凈化，超濾膜可以有效處理化工污水，微濾膜則通常可以用于化工污水深度處理的預處理，而納濾膜技術則處理效果最佳，不僅可以有效去除污染物雜質，還可以有效脫色脫味，膜技術在化工污水處理中已得到廣泛應用。