膜分離技術在工業廢水處理中的應用

石永強

摘要：膜分離技術主要利用了膜的選擇通過性，是一種物理過程。膜分離技術作為一種新的分離技術被迅速發展開來，經過不斷地發展，在多個行業中得以廣泛運用。膜分離技術是一種新型的清潔生產技術，它不僅在操作工藝上相對簡單，更是一種綠色環保的分離凈化技術，不僅能將工業廢水得以很好的凈化，又能將工業廢水中的有用物質進行回收。因此在我國的工業廢水處理中，膜分離技術發揮著重要的作用。

關鍵詞：膜分離技術；工業廢水處理；應用

1膜分離技術概述

膜分離技術是不同粒徑大小的混合物通過膜時，在外界條件或化學位差為推動力的情況下發生的混合物的分離、提純和濃縮的技術。膜分離技術完全不同與傳統的過濾，膜分離是一種物理過程，膜可以在分子范圍內進行分離，不需要添加任何分離劑。由于混合物不同的物理性質如體積、質量、幾何形狀等，可使用膜分離技術使混合物得以分離，并且由于其通過分離膜有不同的速度，也可以依據此將其分離。膜分離技術具在有常溫下操縱、選擇性好、高效節能、無化學變化、無相態變化、在生產過程中不產生污染等眾多特點，因此膜分離技術被廣泛應用于生物制藥、發酵、植物提取、飲用水凈化、廢水處理、化工、除菌等多個領域。

2膜分離技術在工業廢水處理中的應用特點

（1）經過膜分離技術處理的水質量好。新型的膜分離技術在處理微米級的物質的基礎上，已經達到了處理納米級物質的程度。因此目前的膜分離技術可以將工業水中的毒性、色度及嗅味等進行去除的同時，還能去除工業水中的細菌、病毒等。（2）膜分離技術在分離過程中產生的能源消耗相對較低。傳統的分離技術，在進行工業水處理過程中，基本與吸附、吸收、萃取等過程相像，而膜分離技術在進行工業水處理過程中不會發生任何相變，對于在相變過程中所產生的能耗，膜分離技術會相對較低。其次，膜分離技術一般是在低溫的環境下進行水分離，所以被分離出來的物質的冷卻或者加熱所產生的能量損耗就相對較低。（3）膜分離技術分離出的工業水水質較為穩定。這是由于膜分離技術設備自身攜帶的運動部件、工作環境、日常維護都屬于相對穩定的狀態，操作性簡單和可靠度高也是膜分離技術能夠可靠穩定分離水的技術保障，尤其是膜材料的選擇決定了水質的好壞。（4）所用面積較少且綠色環保。膜分離技術與傳統的分離技術相比，在工作效率相對較高，一般在正常作業時，常用的設備占地面積相對較小，因為膜分離技術能將自身所具有的生產工藝進行直接灌輸，在生產線上不需要發生多大改變；在化學用藥上，膜分離技術與傳統的分離技術相比，技術含量較高，膜分離技術在進行工業水處理時，不用添加任何化學藥劑，這一點，與我國倡導的綠色環保生產技術相互吻合，避免了化學污染。

3膜分離技術在工業廢水處理中的具體應用

3.1重金屬廢水處理中的應用

在冶金、電鍍、電子、化工和礦山工業生產過程中都會產生大量的重金屬廢水，這些重金屬廢水包含鉛、鎳、銅、鉻和鎘等金屬離子，如果不經處理而排放會給周圍環境帶來嚴重危害，通過膜分離技術可以對廢水中的重金屬離子進行分離、富集和濃縮，這樣不僅能使廢水達到排放標準，同時還能對廢水中有用的物質進行回收再利用。例如可以使用納濾膜技術對含重金屬廢水進行處理。納濾膜技術可以使清洗水中的重金屬離子的含量縮小到原來的1/10左右，而且還可以在濃縮的同時回收90%以上的清洗廢水，使廢水變得純凈，再次利用。除此之外，濃縮后的重金屬還可以再次回收利用，使價值翻倍，在條件允許的情況下，溶液中的其它不同的金屬納濾膜技術也可以分離。

3.2含酚廢水和染料廢水處理中的應用

在含酚廢水和染料廢水等工業水處理中，膜分離技術得到了廣泛的應用。有以表面活性劑為內相試劑作為溶液處理硝基甲苯廢水的技術；有使用液膜的方法處理高濃度含酚廢水的技術，除酚率可以達到99.98%；有對含鹽的高濃度的硝基甲苯的工業廢水進行膜分離技術處理的，去除率達到99.6%；有采用液膜體系進行廢水處理，經過乳液低電壓破乳后得到濃縮的氨基酸，達到綜合利用的目的的技術；有使用膜處理技術，以表面活性劑、溶劑油為萃取劑，得到內相試劑，最終進行硝基苯胺工業廢水進行處理的技術。

3.3含油廢水處理中的應用

在石化行業以及機械行業中，其產生的含油廢水形式主要包括分散油、漂浮油和乳化油這三種，其中，分離難度最大莫過于乳化油。用化學法或電解破乳使油粒凝聚的費用較高，而超濾就不需要破乳直接可將油水分離，特別適用于高濃度乳化油的處理和回收。在對乳化油廢水處理的過程中，會用到超濾技術，這是因為超濾膜可以完全阻止油粒子的通過，而超濾膜卻能允許活性劑的透過，隨著濃度的增加，油粒子可以不斷粗粒化，然后成為漂浮油，就會浮在液面上，再用撇油裝置將其完全撇除。另外，在開采石油和煉制的過程中，產生的廢水含有多種無機鹽以及有機物等等，成分十分復雜。采用納濾膜技術可將原油產生的廢水分離成無油的鹽水相以及富油的水相，接下來在新鮮的供水中加入富油相，然后再進行洗油工作，這樣既可以節約水資源，又可以回收原油。

3.4造紙廢水處理中的應用

造紙廢水是指造紙工業生產中產生的廢水，這些廢水來源于制漿過程中蒸煮產生的廢水、洗滌廢水、漂白廢水紙機白水等。造紙廢水的成分復雜，含有大量的懸浮物、COD、BOD和有毒物質，可生化性差，屬于比較難處理的工業廢水。對造紙廢水的處理方法主要有氣浮或沉淀法、生化和物化相結合的方法、污泥處置以及綜合利用等。例如，利用膜生物反應器對造紙廢水處理，發現與傳統的活性淤泥法、生物接觸氧化法比較處理效果更明顯。在相同的廢水流速和水力停留時間下，隨著污泥濃度的增加，CODCr的去除率也隨之增加，當污泥濃度在6000mg/L時，膜生物反應器出水CODCr可降至100mg/L，這是普通生物方法無法比擬的。

4結束語

膜分離技術是一種被廣泛使用的高新技術，作為促進和保障工業發展的關鍵技術之一，膜技術的分離效率高、節能環保、操作簡單的優點，使其具有較大的發展潛力，在各類工業廢水中能夠根據具體情況進行相應的預處理，今后應在膜組件、工藝設計等方面加大研究力度，不斷深入改善制膜制造工藝，改進膜的技術，使膜分離技術在工業廢水處理中發揮的作用更加巨大。

參考文獻：

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（作者單位：內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責任公司）