芻議膜技術在化工廢水處理中的應用

張雪珠

新疆化工設計研究院有限責任公司

芻議膜技術在化工廢水處理中的應用

張雪珠

新疆化工設計研究院有限責任公司

隨著我國工業的快速發展，工業廢水的處理日益成為一項核心的工作。本文主要對膜技術在工業廢水處理的應用進行了客觀的分析。

膜技術；工業廢水；聚酯酯化

前言

膜技術具有低能耗高效，無污染等優點，因此在多領域得到應用。本文以膜技術在化工廢水處理的意義為出發點，將膜集成和化工生產二者的過程進行有機結合，進而實現廢水中有害成分的顯著降低，并且最大限度的回收廢水中的有利資源。本文對膜技術在化工廢水處理的應用進行了相關分析，最后在此基礎上對相關技術進行了介紹，希望能給相關人士增進一些了解。顯然，科技在不斷發展，膜技術也在不斷的更新和完善，該技術的應用范圍一定會進一步擴大，其發揮的作用也會更加明顯，有利于化工產業的進一步發展。

1　膜技術及工業廢水的相關概述

1.1膜技術的基本概念

膜技術是我國在工業廢水處理中應用最為廣泛的一種手段，其是通過某種較為特殊的半透膜進而對水中分子或離子進行有效分離，是新型的流體單元操作水處理技術。在 20 世紀初期，膜技術成為水處理領域的核心技術，截止到目前已取得令人矚目的快速發展。我國現階段常用的膜技術較為多樣化，有電滲析、微濾及反滲透等形式，其中電滲析膜技術具有節能及便于自動化操作的特點，在我國工業廢水處理中占主體地位。

1.2工業廢水的主要來源

我國是工業生產大國，在工業生產過程中會消耗大量的新鮮水，經過工業生產的相關流程也會排出大量的廢水，這些廢水中大都夾帶有一定數量的生產原料，由于工業生產行業的不同，有些工業廢水中也會含有中間產品或少量成品，例如電鍍或冶金行業排出的廢水中會含有重金屬及懸浮物，而煉油行業則含有大量的油類，因此行業和生產工藝不同，導致的工業廢水類型也不盡相同。工廠在進行工藝主反應的同時大多伴隨著一定的副反應。副反應產物數量較少，有些可以直接回收，但也有一部分副產物成分較為復雜，在回收困難大或回收費用較高的情況下只能將其作為廢料排棄，進而造成工業廢水污染。冷卻水的生產工藝中需要使用大量冷卻用水。直接冷卻是冷卻水和物料直接接觸，極易造成工業廢水。間接冷卻的冷卻物料雖不與冷卻水直接接觸，但其中需要加入殺藻劑、防腐劑等化學物質，故使冷卻水受到不同程度的污染。

2　膜技術的意義

膜技術具有低能耗、高效，無污染等優點，因此該技術得到了較為廣泛的應用，當前應用涉及生物化工、制藥以及食品生產等領域，尤其在生物化工的節能降耗、生產加工以及清潔生產方面發揮巨大的作用。目前膜技術包括超濾、納濾、微濾以及反滲透等技術，其中膜蒸餾、膜吸收以及滲透汽化等膜技術過程得到了廣泛的應用，膜技術可以將有機化合物、生物大分子以及無機鹽等各類物質進行有效分離，這種膜技術一方面可以有效處理和回收廢水中的各種有價值的資源，另一方面也降低了化工廢水處理的成本，從而實現了對化工廢水的深度處理，是我國化工廢水處理的關鍵技術。

3　膜技術在化工廢水處理的應用

3.1聚酯酯化廢水處理技術

聚酯酯化廢水處理技術屬于膜技術的一種，聚酯酯化廢水處理技術是利用酯化反應對化工廢水的聚酯進行處理，聚酯生產廢水是聚酯生產中的酯化反應所產生含有有機物的廢水。聚酯酯化廢水處理技術可根據聚酯裝置將聚酯生產廢水進行分類處理，然后采用汽提技術將乙醛等有機化學大分子初步脫除，進而將乙醛等有機化學大分子進行冷凝收集。考慮到乙二醇的含量比較低，采用精餾技術冷凝收集乙二醇會消耗大量的能量。所以選擇合適的反滲透膜并進行優化操作，對乙二醇進行冷凝壓縮，最后通過精餾純化的方式來對廢水中的乙二醇進行收集，收集完成后進入汽提塔，乙醛等其他大分子有機物從汽提塔排出進行收集，乙二醇等有機化學成分在塔底富集，廢水從汽提塔底部引出，然后經過兩級換熱降溫，換熱降溫時通過一級反滲透膜對透過液進行降溫，冷卻后進入超濾系統 ，再經過超濾系統處理后，進入下一級反滲透系統，通過高壓泵進行增壓使其進入反滲透膜堆，處理的透過液可直接進入二級反滲透系統，在二級系統處理過程中透過液要進行濃縮，二級透過液返回到一級進料泵或一級的原料罐入口，濃縮的透過液進入精餾塔進行提取，提取后的透過液進行回用。本工藝可以有效提升化工廢水的可生化性，能夠很大程度降低化工污水處理成本。

3.2聚酯樹脂廢水處理技術

聚酯樹脂是二元酸與二元醇或多元酸與多元醇濃縮的高分子化學物質。聚酯樹脂技術主要處理化工廢水中的聚醋樹脂等有機大分子，從而回收化工廢水中的乙二醇等有機物質，現在化工企業處理聚酯樹脂廢水主要用精餾回收法、有機物氧化法、生化氧化法等處理技術，聚酯樹脂廢水處理技術是采用汽提工藝將容易揮發的大分子化學成分進行脫除，再利用反滲透技術對多元醇或二元醇進行壓縮，從而進行回收。聚酯樹脂廢水處理技術是使用過濾或離心技術對酯化聚合廢水中的懸浮聚合物進行回收，然后在濾液里加入絮凝劑使之沉降，將處理后的清液導入汽提塔，乙醛等大分子化學有機成分從汽提塔頂處排出，乙二醇等重分子化學物質從塔底引出，然后進行兩級換熱降溫并冷卻凝結，把凝結的透過液導入超濾系統，經過超濾系統處理后的廢水進行進入下一級反滲透系統，通過高壓泵進行增壓使其進入反滲透膜堆，處理的透過液可直接進入二級反滲透系統，在二級系統處理中透過液要進行濃縮，二級透過液返回到一級進料泵或一級的原料罐入口，然后將濃縮的透過液導入精餾塔進行提取，提取后的透過液進行回用。本工藝有效回收利用大量乙二醇，使新戊二醇等有效資源得到回用，從而大大減少化工廢水中的乙二醇與乙醛等的含量，也大大降低工業廢水后期處理的負荷。

3.3超濾廢水處理技術

膜分離技術是我國處理制漿造紙工業廢水的主要技術手段，其中超濾的效果最為突出。超濾利用超濾膜的不同孔徑進而實現對工業廢水溶液中相關物質的物理篩分。采用超濾法處理紙漿廢水較其他生物處理法相比具有一定環保意義，可有效杜絕排放的工業廢水對環境造成二次污染。據研究調查顯示，工廠采用超濾法處理紙漿廠的漂洗出水，有害離子被有效濾出，同時再采用漂白裝置將氯化合物的含量控制在合理范圍內，實現造紙廠廢水的循環利用。

3.4電滲析廢水處理技術

電滲析以直流電力為主要推動力，利用陰陽離子交換膜對陰陽離子的選擇透過性，移出水溶液中的相關離子，它是將電滲析法與離子交換法結合起來的一種水處理方法，即在電滲析的除鹽室中填充陰陽離子交換劑，利用電滲析過程中極化現象對離子交換填充床進行電化學再生，它兼有電滲析技術的連續除鹽和離子交換技術深度脫鹽的優點，又避免了電滲析技術濃差極化和離子交換技術中的酸堿再生等帶來的問題。填充床電滲析淡水室裝有混合陰、陽離子交換樹脂或裝填離子交換纖維等，兩邊是濃室（與極室在一起）。它的工作過程一般分為三個步驟：（1）離子交換過程，淡水室中的離子交換樹脂對水中電解質離子的交換作用，達到去除水中的離子；（2）離子選擇性遷移，在外電場作用下，水中電解質沿樹脂顆粒構成的導電傳遞路徑遷移到膜表面并透過離子交換膜進入濃室。

4　結語

近年來，隨著我國相關機構及科研人員對膜技術研究的逐步深入，有效改善了制膜工藝，大量具有科學前瞻性的新型膜材料相繼問世，為我國環境友好型社會的全面構建奠定基礎。

［1］侯立安，張林.膜分離技術：開源減排保障水安全［J］.中國工程科學，2014，11（12）：10- 16.

［2］ 田崇著. 國內外聚酯生產廢水處理技術的進展［J］. 紡織導報，2010 （11）：65-67.