運用有機超濾膜處理廢水的要點

劉 剛 王偉偉

（青海潔神環境能源產業有限公司，青海 西寧810000）

隨著21世紀的來臨，經濟快速發展，科技日益完善，膜分離技術不斷革新，廣泛的應用到各個領域，在廢水處理中的應用取得了巨大的突破。為了提高膜的全面性能，加強膜的效果，人們開始研究新型材料來改進膜，使膜分離技術能夠更好的服務各個領域。

1 超濾膜的制備

成膜有著豐富的材料，在現在市場上常用并且性能好的主要有PES（聚醚砜）超濾膜、PVDF（聚偏氟乙烯）超濾膜、CS（殼聚糖）復合超濾膜、PVA（聚乙烯醇）超濾膜、CA（醋酸纖維素）超濾膜等幾種。這些材料容易成膜，并且成膜以后的性能比較高，化學性比也非常穩定，生物相容性非常好，所以備受歡迎。在制膜過程中，要選擇合格的材料，還要考慮膜的截留率與通量的問題，將材料與工藝結合，才可以生產出性能優越，成本低價的優質膜。

1.1 聚醚砜（PES）超濾膜

PES（聚醚砜）膜材料的使用范圍很廣，可以制備很多的類型的膜。這種材料具有超高的耐壓、耐熱以及耐氧化性，生物的相容性也非常好，是制備復核膜的最好基膜之一。清華大學成功的研究出了聚醚砜酮的平板超濾膜，強化了膜的腐蝕性，提高了溶解性，將膜的耐高溫從70攝氏度提升到320攝氏度。純水通量也達到每小時每平米1000到1200升，截留率在80%到90%。在聚醚砜材料中可適當的加入添加劑，這樣可以提高分離膜的性能，提升流通量與截留率，保證分離膜的質量和持久性。

1.2 聚偏氟乙烯（PVDF）超濾膜

聚偏氟乙烯是成膜材料中比較常見的一種，但是有著獨特的性能也深受歡迎。聚偏氟乙烯是結晶性的聚合物，熔點170攝氏度，熱分解316攝氏度，具有良好的機械性能、耐沖擊、耐磨、化學性穩定。在室溫下，聚偏氟乙烯不會被酸堿等腐蝕，在各種酸中性能也不會發生大的改變。雖然聚偏氟乙烯有很多的優點，但是制備的分離膜親水性極差，在處理廢水時比較容易污染，影響膜的產水量。現在將無機納米氧化鋁混合聚偏氟乙烯制備超濾膜，有效的改善了聚偏氟乙烯的親水性，提高了膜的抗污染性，開始廣泛的使用。

1.3 聚乙烯醇（PVA）超濾膜

這種材料的線型結果非常嚴格，化學性質非常穩定，分子鏈上有大量的羥基，所以具有非常高的親水性，并且耐污染，這種材料用于制備親水膜比較多。聚乙烯醇膜非常容易溶脹甚至溶解，所以要對其進行改性處理。有人研究用二氧化硅對其進行改性處理，這樣保留了聚乙烯醇的親水性，提高了抗污能力，又保留了二氧化硅的韌性，彌補了聚乙烯醇膜的缺點。經過改性，膜的性能有了大幅的提高，不但增加了抗污能力，通水量，還保留了原來的特性。

1.4 殼聚糖（CS）超濾膜

這種材料的資源豐富，非常容易進行化學修飾。殼聚糖膜的韌性非常好，抗拉的強度非常大，耐堿性、有機溶劑性非常強。，在交聯以后有很強的耐酸性。在殼聚糖分子中有大量的羥基，可以結合蛋白中的氨基，所以可以利用殼聚糖膜進行提取或者分離蛋白質。

1.5 醋酸纖維素（CA）超濾膜

醋酸纖維素具有良好的透水性和成膜性，來源方便并且價格低廉，被廣泛的應用到超濾膜制作材料。中南大學的教授利用聚乙烯醇的特點混合醋酸纖維素制備了聚乙烯醇-醋酸纖維素混合超濾膜，使這種超濾膜的滲透率達到每小時每平米40到70升，出油率達到90%。

2 有機超濾膜處理廢水的工作原理及流程

超濾是使用膜兩側的壓力差作為推動力，用機械篩風的方式來進行分離溶液的過程。在靜壓差下，水的小分子粒子自高壓側通過膜到低壓側，大分子的粒子被膜截留，從而將不同的分子分離。膜分離技術在廢水處理中非常的有效，用膜分離能夠過濾出懸浮物與無菌體，這樣極大地提高了分離的效率。所以，超濾膜是超濾工藝的核心，是關鍵的技術，具有非對稱的性質，有三個部分組成：致密層、支持層和骨架層。表面層的作用主要是分離，一般使用化學性能穩定，耐酸堿、耐高溫和有機溶劑，并且可反向沖洗、分離率高得有機超濾膜。

有機超濾膜處理廢水的主要流程是把廢水流入初沉池沉淀，然后進入PH調節，在進行膜處理，進入微生物的反應池，最后進入斜板的沉淀池，將處理好的廢水排放或者進行回收利用。使用超濾膜和微生物處理的工藝，不但降解了廢水中的有機物，而且還可以去除廢水中的硫化物等，并且可以對廢水中的細菌截留分離。這種工藝不用再加藥、混凝、過濾等程序，簡化了工藝，降低了勞動的遷都，提高了安全性，能夠保證處理水的標準，并且降低了費用，避免二次污染。

3 有機超濾膜在處理廢水中的應用

3.1 制革廢水的處理

制革廢水的危害比較大，并且非常難處理，因為含有大量的有機物和很好濃度的鹽分。有些人使用1毫米孔徑的濾網對制革廢水進行預處理，在超濾處理時，操作壓力定位0.2Mpa，超濾膜的膜面流蘇是每秒3米，經過這樣的處理，可以節省硫酸鹽達30%，石灰巖等物質節省15%，處理以后的水90%都可以回收再利用。還有些人將反滲透技術結合超濾進行制革廢水處理，在操作壓力0.2MPa，PH值為8.1時，超濾膜的膜面流速是每秒1.5米時，溫度25攝氏度以下，在這些條件符合的情況下制革廢水的鹽分以及濁度處理效果最好。

3.2 重金屬的廢水處理

在金屬加工、生產合金以及電鍍等一些行業都會產生中金屬廢水，如果不進行及時的處理會嚴重的污染環境。使用超濾膜對重金屬廢水進行處理，不但可以回收重金屬，還能夠有效地保護環境。在處理含鋅廢水中，有些人使用表面活性劑來強化超濾的技術，在進料中加入表面活性劑，使分離膜表面產生膠體，從而被超濾膜截留，這種膠體可以吸附鋅，然后達到去處。通過實驗，廢水溶液的鋅含量每升50毫克的情況喜下，在進料中每升加入表面活性劑1.8克，靜置3個小時以后，超濾膜對鋅的截留率達到97.5%，通量每小時每平米13.2升。

3.3 含油廢水的處理

在一些機械行業中，工件的清洗、維修中都會產生含油廢水，一般存在的形式是漂浮油、乳化油、分散油。分離難度最大的就是乳化油，由于電解的費用較高，所以一般使用超濾的方式進行油水分離，然后進行回收利用。一些人用混凝結合超濾來處理含油廢水，這種工藝減少了污染物進入超濾膜的膜孔，改善了超濾膜表面的性質，減輕了污染物在超濾膜上的沉積，增加了滲透通量。

3.4 造紙廢水的處理

這種廢水處理難度非常大，在技術上也一直在研究和創新，尤其是超濾膜的技術在不斷的改進，促進造紙廢水的凈化，并且實現回收再利用。超濾膜應用于造紙廢水處理中，能夠有效的降低消耗，提高了效率，簡化了工藝。

4 結語

有機超濾膜在廢水處理中能夠更好的凈化水，實現水資源的回收再利用。超濾技術在廢水處理中有著非常大的發展前景，所以要不斷的探索超濾膜的新型材料，提高超濾的工藝，全面提高我國廢除處理的能力。

［1］余夏靜,葉雪均.液膜技術及其應用研究進展[J].污染防治技術，2011（03).

［2］于翔,郭雅妮,同幟,仝攀瑞.膜生物反應器處理印染廢水[J].印染，2011（10）.

［3］范拴喜.高濃度含油乳化廢液的處理研究[D].西安建筑科技大學，2008.