工業(yè)水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用研究

第第頁工業(yè)水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用研究【摘要】膜分離技術(shù)是一種先進(jìn)的選擇性分離技術(shù)，具有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，膜分離技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)水處理當(dāng)中，本文針對(duì)工業(yè)水處理中的膜分離技術(shù)進(jìn)行研究，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供幫助。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)水處理；膜分離技術(shù)；高效節(jié)能、綠色環(huán)保

膜分離技術(shù)起源于二十世紀(jì)初，并在二十世紀(jì)六十年代迅速崛起，經(jīng)過了半個(gè)世紀(jì)的持續(xù)發(fā)展，目前被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，并取得了良好的應(yīng)用效果，膜分離技術(shù)作為新型清潔生產(chǎn)技術(shù)，分離凈化的作用非常突出，可以有效的凈化工業(yè)廢水，同時(shí)還能回收工業(yè)廢水中有用物質(zhì)，大大減少了工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的污染，有效的保護(hù)了自然環(huán)境，可見膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理過程中發(fā)揮著重要作用，該技術(shù)的運(yùn)用，能夠提高工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1.膜分離技術(shù)概述

膜分離技術(shù)是借助膜的選擇滲透作用，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)混合物中溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法。膜分離技術(shù)是一種新型分離技術(shù)，其操作過程也比較簡(jiǎn)單，易于控制，同時(shí)具備許多的優(yōu)勢(shì)，如高效節(jié)能、綠色環(huán)保等，膜分離技術(shù)主要通過特殊制作的透過性薄膜實(shí)現(xiàn)混合物的分離，并根據(jù)混合物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，采用不同的方式分離開物質(zhì)，其分離物質(zhì)的速度主要由物質(zhì)進(jìn)入膜的速度決定的。

目前己經(jīng)深入研究和開發(fā)的膜分離技術(shù)有微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、滲透汽化和氣體分離等。正在開發(fā)研究中新的膜過程有：膜蒸餾、支撐液膜、膜萃取、膜生物反應(yīng)器、控制釋放膜、仿生膜以及生物膜等過程。

2.膜分離技術(shù)的特點(diǎn)

膜分離技術(shù)與其它傳統(tǒng)水處理技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1分離效率高，水質(zhì)好

傳統(tǒng)的分離技術(shù)，如沉淀、絮凝以及混凝等分離的最小單位為微米級(jí)，而膜分離技術(shù)還可以分離更小的單位，可以達(dá)到納米級(jí)，因此有效的去除水中的微生物，如有機(jī)物、細(xì)菌等，通過此技術(shù)處理后的水質(zhì)也更加良好，同時(shí)由于膜分離技術(shù)過程操作簡(jiǎn)單，因此一定程度上提高了分離效率。

2.2分離過程的能耗低

膜分離過程與其它分離過程不同的是不發(fā)生相變，因此有效降低了能量損耗，而且在室溫或低溫下進(jìn)行膜分離技術(shù)，所消耗的能量也很低。

2.3操作簡(jiǎn)單，水質(zhì)穩(wěn)定

膜分離技術(shù)通常是在常溫條件進(jìn)行工作，而且對(duì)設(shè)備的維護(hù)要求也較低，此外膜分離技術(shù)的操作過程較為簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，在運(yùn)用膜分離技術(shù)進(jìn)行水處理時(shí)，水質(zhì)的優(yōu)劣是由膜的大小直接決定的，很少會(huì)受到其它一些因素的干擾，因此便于控制水質(zhì)。

2.4用藥少

膜分離技術(shù)適用的范圍廣，很少使用化學(xué)藥劑，且不需要添加劑參加反應(yīng)，反應(yīng)過程不會(huì)改變物質(zhì)的屬性，不會(huì)帶來新的污染物和浪費(fèi)其它物質(zhì)，因此為水質(zhì)提供了重要保障，避免了藥物對(duì)水質(zhì)進(jìn)行二次污染，可用于多種類型的水處理過程。

2.5占地面積小

膜分離設(shè)備體積較小，因此占地面積較小，而且在使用過程中，可以在不改變生產(chǎn)線的情況下直接將其插入到生產(chǎn)工藝流程中。

2.6易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

由于膜分離技術(shù)是用壓力作推動(dòng)力，因此易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

3.膜分離技術(shù)新進(jìn)展

隨著膜分離技術(shù)在水處理中應(yīng)用，特別是工業(yè)廢水處理中的廣泛應(yīng)用，膜分離技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，表1是有關(guān)膜分離技術(shù)最新研究進(jìn)展。

4.膜分離技術(shù)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用

膜技術(shù)在廢水處理方面的研究和應(yīng)用幾乎涉及到廢水處理的各個(gè)領(lǐng)域，包括石油、化工、紡織、食品加工、造紙、醫(yī)藥、機(jī)械加工等行業(yè)的廢水處理。

4.1膜分離技術(shù)在有機(jī)化工廢水處理中的應(yīng)用

在有機(jī)化工廢水處理中，膜分離技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用，已在含酚廢水、染料廢水和硝基苯胺廢水等工業(yè)水處理中得到了應(yīng)用。因此可以以蘭-113B為表面活性劑，NaOH溶液為內(nèi)相試劑組成溶液，處理含硝基苯廢水，同時(shí)也可以通過液膜法研究高濃度含酚廢水，另外也可以采用LMA-I-TOA-煤油-NaOH所組成的液膜體系，廢水處理后的乳液經(jīng)低電壓破乳后，可得到濃縮后的氨基J酸，到綜合利用的目的。

4.2膜分離技術(shù)在石油化工水處理中的應(yīng)用

油田的采出水含多種原油成分、鹽類，有時(shí)還含原油集輸過程中投加的破乳劑、降茹劑等。采用膜技術(shù)處理采出水，是一種有效且適于工業(yè)應(yīng)用的方法，經(jīng)處理后的采出水主要用于油田回注用水。

我國陸上油田已探明儲(chǔ)量中低滲透油田占50%以上，為使處理后的采出水達(dá)到低滲透油田注入水水質(zhì)的要求，需要在常規(guī)流程后增加一級(jí)精細(xì)過濾裝置，其核心設(shè)備是精細(xì)過濾器。例如TCLW15-0.6型含油污水超精細(xì)過濾器（江漢機(jī)械研究所研制），該過濾器采用纖維束型濾料，過濾流程低進(jìn)高出，水中懸浮物自然沉降，不污染濾料；反洗操作流程高進(jìn)低出，易于沖洗濾層表面堆積的泥餅和油污。反洗時(shí)正、反向交替旋轉(zhuǎn)纖維束，提高了反洗的效率。無機(jī)膜機(jī)械性能優(yōu)良，可用于處理采出水，經(jīng)處理后的地下井水和采油水可滿足中低滲透油田注水使用要求，用無機(jī)膜處理采出水，出水水質(zhì)能滿足回注水要求。

4.3膜分離技術(shù)在輕工廢水處理中的應(yīng)用

輕工廢水處理主要包括造紙廢水、檸檬酸廢水等，利用膜分離技術(shù)處理輕工廢水具有很好的效果，例如C、A膜為一、二級(jí)聯(lián)合方式處理CEH漂白廢水，膜通量達(dá)到16.6L/（m2?h）時(shí)，BOD5、CODCr、TOC去除率分別可以達(dá)到66.0%、85.1%、71.6%；利用MAE膜技術(shù)處理造紙黑液的的污染，可以有效減少CODCCR的含量，同時(shí)還可以將有用的化學(xué)品進(jìn)行回收的利用。納濾膜比較適合于去除紡織工業(yè)污水的COD、色度，實(shí)驗(yàn)表明，其總的去除效率超過97%，初始液的COD質(zhì)量濃度約為550-720mg/L，滲透液的COD隨壓力的增加而減少，在1.2x106Pa壓力時(shí)，COD質(zhì)量濃度

4.4膜分離技術(shù)在電鍍和冶金工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

電鍍和冶金工業(yè)是工業(yè)生產(chǎn)主要組成部分，因此電鍍和冶金廢水占據(jù)的比例較多，其廢水中會(huì)產(chǎn)生較多的金屬離子，主要包括鎳、銅、鉛、鎘等，利用膜技術(shù)可以回收工業(yè)廢水中產(chǎn)生的有用物質(zhì)，同時(shí)還可以有效降處理工業(yè)廢水，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水的合理排放，例如處理廢水中的重金屬離子時(shí)，采用0.8m和1.4m兩種孔徑的陶瓷膜，將沉淀的氫氧化物進(jìn)行兩級(jí)過濾，可以有效減少重金屬氫氧化物質(zhì)量，使其分?jǐn)?shù)從0.012%下降到0.0002%以下，同時(shí)還可以濃縮懸浮液，使其在15%-20%范圍之內(nèi)；采用RO膜處理含銅廢水，可以有效降低銅濃度，去除率為可以達(dá)到99%。

5.膜分離技術(shù)的發(fā)展前景

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，城市工業(yè)廢水排放逐漸增加，而且許多工業(yè)廢水不合理排放，嚴(yán)重污染水資源，影響人們的飲水健康，因此筆者認(rèn)為未來我國膜分離技術(shù)應(yīng)用開發(fā)主要?jiǎng)酉蚴枪I(yè)廢水以及城市廢水治理、城市廢水以及工業(yè)廢水回收再利用、制取高品質(zhì)的飲用水，包括海水淡化、苦咸水脫鹽等，保證人們的飲用水的安全，減少對(duì)環(huán)境的污染。另外還要對(duì)膜相關(guān)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究，如優(yōu)化膜分離技術(shù)的操作條件、雜膜化過程研究等。

同時(shí)還應(yīng)將膜分離技術(shù)的應(yīng)用主要放在環(huán)保領(lǐng)域，這也是國內(nèi)外重點(diǎn)的發(fā)展的前沿課題，以后應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)膜技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)膜材料的創(chuàng)新研究，使其滿足環(huán)保行業(yè)對(duì)材料的要求，努力制備出抗污染、壽命長(zhǎng)以及高強(qiáng)度的膜材料。

膜分離技術(shù)與其它污水處理方法比較具有非常多的有點(diǎn)，如污水輕、效率高、工藝簡(jiǎn)單等，但是膜分離技術(shù)還有問題還有待解決，主要包括性能完備的膜的制備、膜污染問題等，因此未來我國一段的時(shí)間內(nèi)的主要研究主要開發(fā)新的膜材料、制備性能完備集成膜分離技術(shù)，解決膜分離技術(shù)存在的問題，完善膜分離技術(shù)，從而不斷提升膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用效果。

總結(jié)：

綜上所述，膜分離技術(shù)對(duì)我國社會(huì)發(fā)展的具有重要意義，它可以提高我國社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還可以達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，特別是對(duì)于廢水處理，更能夠充分發(fā)揮膜分離技術(shù)的作用，因此在處理工業(yè)廢水，應(yīng)合理利用膜分離技術(shù)，根據(jù)具體的實(shí)際的情況選擇合適的膜組件，更好的完成工業(yè)廢水的處理，筆者認(rèn)為還應(yīng)不斷加強(qiáng)對(duì)膜分類技術(shù)的研究，并不斷的改善制膜工藝，提高膜分離技術(shù)水平，使膜分離技術(shù)的在工業(yè)廢水處理能夠發(fā)揮更大的作用，并使其在我國的發(fā)展前景越來越廣闊。

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