利用膜分离技术处理工业废水的探讨

利用膜分离技术处理工业废水的探讨

胡家乐

广东利诚检测技术有限公司广东中山528400

摘要：我国社会在发展的过程中，工业的建设规模不断扩大，对与低耗能高环保技术的需求也不断扩大，在发展的过程中，膜分离技术在其中有较好的应用效果。此外，膜分离技术在较大程度上能够满足在工业废水处理的过程中实现净化分离，与传统技术有较大的区别，具有操作简单、能耗较低以及绿色环保等优势，并且在运用过程中有较大的应用效果，能够对我国工业废水进行有效处理，对我国工业的绿色发展具有较大的促进作用。

关键词：膜分离技术；工业废水处理；措施

前言

我国工业在发展过程中，最为重要的环节就是废水处理，是其工业持续发展较为重要的部分。其中，膜分离技术主要是根据采用特殊材料制造的薄膜，具有较好的透水性，并且在外部压力下将混合物进行分离以及浓缩的一种分离技术。此外，通过该技术将混合物中的物理性质实施有效分离，或者根据混合物化学形式实施分离操作，以此达到工业废水有效处理的目的，这在较大程度上对工业废水处理技术的提升奠定良好的基础。

1.膜分离技术概述

膜分离技术主要是指根据分子水平具有一定的不同，分子粒径不同的混合物在通过半透膜的过程中，会出现分离情况，其中半透膜又叫做分离膜[1]。半透膜壁中有较多小孔，孔径有较大的差异，能够将其分为：微滤膜、超滤膜以及纳滤膜等，几种膜分离过程见表1。膜分离主要是通过错流过滤方式来完善，该技术在操作过程中，无化学变化以及相态变化等，并且在生产过程中不会出现污染的情况发生，所以膜分离技术广泛应用在废水处理、化工以及生物制药等领域。分离膜具有结构与性能较为独特，在水资源保护方面发挥着较大的作用，特别是在废水处理以及回收等方面具有较大的发展前景。

表1几种主要的膜分离过程

2.膜分离技术原理

膜分离技术主要包括反渗透、气体渗透以及电渗析等，气体渗透主要是根据分压差实施有效分离，分压差一般情况下在0.1--100MPa，难渗透的气体在分离过程中会受到较大影响，常用于对氧气的有效分离[2]。反渗透主要是根据压力差进行有效的分离，属于一种复合膜，压力差在0.5-10MPa，在分离过程中，大分子物质很难进行渗透，一般情况下适用于海水淡化、无菌水生产等。渗析的分离主要是根据浓度差达到一定的目的，属于一种离子交换膜，大分子物质无法进行有效渗透，常应用在造纸工业、人工肾透析等领域。

3.膜分离技术特点

3.1分离质量高

膜分离技术在分离的过程中，分离出的水质质量相对较高，并且有较高的分离效率。传统分离技术只能对微米级物质实施有效分离，而膜分离技术可以把一些沉淀相对较高的纳米级物质实施分离。因此，该技术在应用的过程中，不但能够对工业中消毒产物异味、颜色等进行有效处理，而且还能对水中的一些病毒、有机物实施分离，这在较大程度上使分离后的水质量得到较大提升。

3.2分离水质稳定

膜分离技术分离后的工业水质相对较为稳定，主要是因膜分离技术设备中的运动部件、工作环境以及维护等较为稳定，这在较大程度上是膜分离技术能够稳定运行的重要原因，同时膜材料质量直接决定分离后水的质量[3]。

3.3分离过程能源消耗低

传统的分离技术在对工业废水处理时，在较大程度上与吸收、萃取等过程有较大的相似性，膜分离技术在进行工业废水处理的过程中，不会出现相变化的情况。此外，膜分离技术在分离过程中，对环境有一定的要求，主要是在低温环境中实施有效的分离，因此分离出的物质能量消耗相对较低。

4.膜分离技术的工业废水处理方法

4.1纺织印染废水处理

在纺织印染工业发展中，使用最多就是水，比如对原料漂白、蒸煮以及上浆等过程都离不开水，所以会产生大量的废水，其中废水中还有大量的污染物，比如纤维素、燃料以及木质等。该废水具有较大的污染性，并且在处理过程中难度相对较大，这在较大程度上会对环境造成较大的影响。此外，在对纺织印染废水处理的过程中，采用的方法主要是以化学方法为主，比如氧化法、电解法以及混凝法[4]。

在对染料厂废水处理的过程中，随着集料量的不断增加，压力与通量也随之上升，随着染料浓缩倍率的增加，通量逐渐下降，但是截留率逐渐上升。此外，在对膜清洗的过程中，能够较好提升分离效果，主要体现在以下两个方面：1，提升钠滤膜处理效率；2，提升膜的使用价值。

4.2电子、矿山废水处理

在进行电子以及矿山工业生产中会产生大量的废水，其中废水中重金属比较多，比如铅、铬以及铜等离子，该金属离子有较大的污染性，对周围环境会造成较大的不良影响，为此需要对此进行有效的处理，这就需要采用膜分离技术。此外，在进行膜分离技术应用的过程中，主要是对废水中的重金属离子实施有效分离以及浓缩，使废水达到国家排放标准，并且在较大程度上还能对废水中的一些物质实施回收利用。

在对重金属实施反渗透分离技术的过程中，金属离子分离效果、浓度与PH值有较大的关系，若PH值一定，反渗透膜对重金属离子的截留率随着浓淡比的增加而减小，当浓淡比为1时，截留达到最佳效果。PH值会在一定程度上对截留效果产生较为明显的影响，随着PH值的不断降低，膜截流效果越来越差。若金属离子质量浓度小于30mg/L时，通过反渗透膜对金属离子进行截留，能够使截留效果保持在97%以上[5]。

4.3油污废水处理

工业生产中较多生产环节会出现油污废水，比如冶炼、清洗以及石油开采等，该废水中的主要成分是焦油与石油，很难溶解于废水中，一般以乳化油以及浮油等形式存在。油污废水会在较大程度上对土壤造成较大影响，会堵塞土壤空隙，大大降低水流的通畅度，会对我国农业生产造成较大的影响。此外，油污废水中的油污会以油膜的形式存在于水面中，这在较大程度上降低了水中氧气含量，对水中生物的健康生长造成不利影响，极易导致水中动植物发生死亡的情况，同时油污废水还会对城市地下管道造成较大的不良影响。油污废水在处理的过程中，采用的处理方法主要有絮凝剂除油、盐析法以及膜分离法等。

在对油污废水进行膜分离处理的过程中，对聚偏氟乙烯有机超滤膜实施了有效的优化，加入了纳米Al2O3，这在较大程度上能够提高抗污能力，并且在此基础上还可提升其通量能力，在使用此种方法进行油污废水处理时，可大大降低污水中固体悬浮质量浓度以及油污含量，同时还有较好的去浊效果。

4.4造纸废水处理

造纸废水主要是造纸过程中产生的废水，主要包括制浆过程中产生的废水，漂白废水以及洗涤废水等。此外，造纸产生的废水成份相对较为复杂，其中含有一定浓度的有毒物质、悬浮物等，具有较低的可生化性，废水处理相对比较困难，其中主要处理方法有沉淀法、生化处理以及生化物化相结合等方法，效果最好的就是膜分离技术[6]。

通过膜生物反应器进行造纸废水的有效处理，与传统一些方法相比，具有较为明显的处理效果。此外，保持废水流速与水力的情况下，随着废水浓度的不断提升，使去除率也在此基础上进行有效的增加，若废水浓度在6000mg/L时，膜生物反应器出水能够降低到100mg/L，能够大大提高造纸废水处理质量。

4.5食品工业废水处理

食品工业废水主要是指在进行乳制品、肉类加工以及制糖生产过程中产生的废水，此废水中含有较多的碎肉、果皮等一些悬浮物，并且还有一些泥沙、胶体等一些有机物。此外，食品工业废水主要的特点就是有较高含量的有机物，并且悬浮物也相对较高，极易出现水体富营养化，使水质恶化，最终导致环境出现污染。在对食品工业废水处理的过程中，若进水COD浓度在1000-3000mg/L时，出水COD浓度能够降低至90mg/L，此种方法能够有效降低投入成本，并且操作较为稳定，同时工艺投入相对较少，膜分离技术对季节性生产废水的处理也较为适合，能够全面提高食品工业废水处理质量。

5.结语

综上所述，随着我国科学技术的不断发展，膜分离技术在各个行业有更好的应用前景，在较大程度上提高了工业废水处理发展的速度。膜分离技术在发展中具有节能、操作简单以及效率高等优势，能够对不同类型工业废水实施有效的预处理，同时研发人员正积极深入优化与完善，使其能够在膜组件以及工艺等方面有更好的应用。

参考文献：

[1]金爱华.工业污水处理中膜分离技术超滤的应用与维护清洗分析[J].资源节约与环保，2016（5）：29-29.

[2]汤传龙.工业水处理中膜分离技术的应用研究[J].山东工业技术，2017（24）：68-68.

[3]聂娅玲.工业水处理中膜分离技术的应用研究[J].化工管理，2017（11）：35-36.

[4]王少兵，王厚朋.膜分离技术在化学工业中的应用[J].当代石油石化，2016，24（5）：26-31.

[5]邹诚.水处理中膜分离技术的应用[J].环球市场信息导报，2017（37）：101-101.

[6]张馨.陶瓷平板膜分离技术在水处理中的应用研究[J].节能，2016，35（1）：53-55.