膜技术在化工污水处理中的应用

膜技术在化工污水处理中的应用

发表时间：2018-07-05T14:46:05.827Z 来源：《建筑模拟》2018年第6期作者：林宝山

[导读] 随着工业化的快速发展及国内石化产业园区的扩大，在我国经济腾飞的今天时刻伴随着严重的环境污染，特别是无节制的滥用和破坏水资源的事情时常发生。

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摘要：随着工业化的快速发展及国内石化产业园区的扩大，在我国经济腾飞的今天时刻伴随着严重的环境污染，特别是无节制的滥用和破坏水资源的事情时常发生。久而久之，这些有形的无形的破坏行为，导致我国原本匮乏且分配不均的水资源越来越少，直接影响着我国居民的生活质量，时刻威胁着人们的身心健康。近年来人们环保意识的逐步提高，国家也不断加大环保措施和力度，鼓励大型化工一切引进国外先进技术，在化工污水处理方面也是取得了显著效果。其中膜技术的研究和应用，在推动整个石油化工行业污水处理水平提升方面具有举足轻重的作用。

关键词：膜分离；微滤；纳米过滤

引言

近年来，水污染的话题不断被提起，特别是地下水和饮用水源污染问题。国家鼓励各大重型污染大型企业通过走出去学习交流，自主研发，不惜花重金引进国外先进污水处理工艺和技术等方式提高企业污水处理技术水平，从而推进了行业在这方面的进步。随着研发和探索的深入，各种各样的污水处理技术及方法也层出不穷，其中在化工污水处理领域中较为重要的技术主要有除臭技术、膜技术等。膜技术作为一种新型的污水处理技术，在实质上是将高效膜技术与统活性污泥法进行融合应用，其在化工污水的处理中有着独特的效果。

1膜分离技术介绍

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，半透膜又称分离膜或滤膜，膜壁布满小孔，根据孔径大小可以分为：微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）等，膜分离采用错流过滤或死端过滤方式。膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。

2各种膜分离技术特点

2.1微滤（MF）

微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程，是现在运用最广泛的膜分离技术之一。对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。微滤过滤具有操作压力小（<0.2mpa）、对水质的适应性强、占地面积小等长处。微滤作为一种更经济的膜分离技术在水处理中广泛应用，能够代替传统的沉淀过滤和二沉池，可连续处理；用于各种废水的预处理，削减浊度，满足进水的要求。但随着过滤时间的增加，滤饼层增厚，因此如何及时清洗滤饼，恢复水通量，以及研发耐高温、耐溶剂、抗污染、易于清洁的膜和膜组件仍有待研究。

2.2纳滤（NF）

纳米过滤是一种新式的分子膜分离技术，它是在20世纪80年代典型的反渗透复合膜后发展起来的一种新式分子膜分离技术。纳滤也是一个压力驱动的进程，其工作压力一般为0.5mpa～1.0mpa；纳滤膜的一个明显特点是它具有离子选择性，可以去除二价离子的去除率为95%或以上，一价离子的去除率较低，为40%～80%。地下水中含有三卤甲烷、低分子有机化合物、农药、异味、硝酸盐、硫酸盐、氟化物、硼、砷等有害物质，纳滤可以使用在如废水脱色、不同有机质浓缩在废水中的分类等。纳滤膜在低压下具有较高的去除率，在大多情况下，它比反渗透出资成本和工作成本低。纳滤膜容易污染，需要较好的水质，需要复杂的预处理，才干确保纳滤膜的使用寿命。随着预处理水质的进步和膜功用的进步，纳滤工艺在环境保护领域里将会有很大的使用。

2.3渗透汽化（PV AP）

渗透汽化也被称为浸透蒸腾，它是利用膜对液体混合物中组分的溶解度与扩散性能的不同来实现其分离的膜分离过程。浸透汽化是一种需求消耗热能的进程。它的优点是污染少，不污染。浸透蒸腾的缺陷是浸透通量小，一般不超过1000g/m2·h。浸透蒸腾技术主要使用在化工、航空航天、食品工业等范畴，如啤酒酒精处理有机物质，含有芳烃、卤代烃等废水，处理实验室废水等。浸透蒸腾具有极高的单级别离功率，膜功能的持续改善将持续扩展其使用范畴，特别是在溶剂共沸混合物分离会越来越大的发挥自己的共同优势。

2.4反渗透（RO）

反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛，如垃圾渗滤液的处理。

2.5.超滤（UF）

超滤又称超过滤，用于截留水中胶体大小的颗粒，而水和低分子量溶质则允许透过膜。超滤的机理是指由膜表面机械筛分、膜孔阻滞和膜表面及膜孔吸附的综合效应，以筛滤为主。这是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。

2.6集成膜技术

集成膜技术主要指将膜技术同其他传统工艺进行有机结合，能够对膜分离技术额应用范围进行拓宽，废物再利用的效果及有害物质清除效果明显提升。下面对集成膜技术在造纸业生产中的应用进行说明：在实际生产过程中会有黑液产生，使用膜分离技术能够对黑液中含