膜技術(shù)在化工污水處理中的應(yīng)用

陳貴芳　余璟

摘 要：水是萬物之源，社會發(fā)展離不開水資源，日常生活離不開水資源。但是許多國家為了發(fā)展經(jīng)濟犧牲了環(huán)境，大量的工業(yè)廢水排入河流導(dǎo)致水資源嚴重污染。隨著社會的發(fā)展，人們意識到保護環(huán)境、治理水污染的重要性，膜法水處理技術(shù)應(yīng)運而生。文章主要探討膜法水處理技術(shù)在工業(yè)污水回用中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：膜技術(shù);化工;污水處理;應(yīng)用

1 膜技術(shù)處理技術(shù)的原理

1.1 反滲透原理

反滲透的原理不清，反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向做反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑，即滲透液;高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。反滲透技術(shù)是在20世紀50年代被深入研究的，經(jīng)過實驗室研究后應(yīng)用于污水處理之中。

1.2 超濾原理

超濾膜分離污水中污染物的原理是 ：在反滲透處理得到被分離的溶液后，要進一步施加壓力，使污水在外界壓力的推動下，通過孔徑更小的超濾膜，確保溶液中的小分子物質(zhì)、無機離子通過超濾膜，將分子直徑更大的物質(zhì)截留在超濾膜的另一側(cè)，實現(xiàn)進一步的分離和凈化，提高對污水的處理深度。超濾膜的過濾過程屬于物理過程，并不具有生物作用，若超濾膜上附著一層微生物對大分子物質(zhì)進行分解和應(yīng)用，則會被歸入生物膜范疇。

1.3 電滲析原理

電滲析技術(shù)是一種在外加直流電場作用下使溶液中陰陽離子遷移，從而去除溶液中的物質(zhì)，實現(xiàn)污水凈化處理、海水淡化目的。電滲析技術(shù)中常用的功能膜是離子交換膜，一般分為陰膜和陽膜，陰膜是只允許陰離子通過的功能膜，陽膜是只允許陽離子通過的功能膜，在外加電場作用下，陰離子和陽離子定向移動，在離子交換膜的輔助下，可以實現(xiàn)對溶液的分離。從原理上來看，電滲析技術(shù)是純物理技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于淡水制取、溶液濃縮、電解制備、放射性元素回收、硬水軟化、食品加工等多個方面。

1.4 微孔過濾原理

微孔過濾技術(shù)是最早出現(xiàn)的膜分離技術(shù)，主要用于氣相、液相中的顆粒物、污染物截留，是現(xiàn)代工業(yè)、環(huán)境工程重要的環(huán)節(jié)之一。微孔過濾中孔徑和壓力承受范圍是決定性因素，孔徑?jīng)Q定了微孔過濾允許通過的物質(zhì)直徑，決定了過濾的質(zhì)量，壓力承受范圍決定了微孔過濾膜能夠應(yīng)用的范疇，保證了過濾過程的安全，避免在壓力過大時導(dǎo)致膜破裂，避免影響過濾質(zhì)量。發(fā)展到當下，微孔濾膜的孔隙率可達到80%，每平方厘米內(nèi)孔數(shù)約為101～107個，孔徑被分為曲孔和直孔兩種，可根據(jù)不同的溶液溶質(zhì)截留需求進行選擇。

2 膜分離技術(shù)的工作特點

與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，新型分類技術(shù)--膜技術(shù)的分離是一個高效的分離過程，它能將相對分子量幾千甚至幾百的物質(zhì)進行分離，彌補了早期分離技術(shù)中只能對大分子物質(zhì)進行分離的不足，且在膜分離的過程中，膜技術(shù)的耗能量遠遠低于傳統(tǒng)的多效蒸餾分離技術(shù)，同時大多數(shù)的膜分離過程都不會發(fā)生“相”的變化。除此之外，膜分離技術(shù)的應(yīng)用還具有能耗需求低、空間占地小、凈化能力強、經(jīng)濟優(yōu)勢明顯等特征，因此是目前工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為廣泛的一種處理技術(shù)。

3 膜技術(shù)在化工污水處理中的應(yīng)用

3.1 污水回用的意義

地球上的水資源是有限的，其中，海水占水總量的96.5%，可以直接利用的水資源不足1%，隨著城市化大規(guī)模的發(fā)展，水資源浪費污染現(xiàn)象越來越嚴重，近些年來工廠用水成了難題，所以污水回用成了工廠發(fā)展的必然要求，在緩解工廠用水的同時還能夠改善水循環(huán)系統(tǒng)。

3.2 超濾膜技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)快速發(fā)展給自然環(huán)境造成極大的破壞，正視工業(yè)廢水處理，保護生態(tài)環(huán)境是亟待思考的一個問題。除此之外，一些工業(yè)企業(yè)為了節(jié)約成本，工業(yè)廢水亂排亂放，甚至影響到地下水資源的質(zhì)量，加快工業(yè)廢水處理、解決環(huán)境問題迫在眉睫。通常情況下工業(yè)廢水處理可以分為兩個方面：第一，運用超濾膜技術(shù)對造紙廢水凈化，回收凈化物質(zhì)二次生產(chǎn)。第二，工業(yè)含油廢水問題。工業(yè)含油廢水種類有很多，不同情況所采取的技術(shù)方案也不盡相同。

3.3 化工污水深度處理

在化工污水經(jīng)過生化處理后，其COD 指標、氨氮的濃度得以控制，但污水中難以降解的有機物仍然降解，其會影響到廢水的色度、濁度以及COD 指標，這些都將使其難以達到排放要求。因此，污水還需要進行相應(yīng)的深度處理，包括固定化生物技術(shù)、混凝沉淀法、吸附法和超濾、反滲透等膜處理法。固定化生物技術(shù)是指利用具有固定優(yōu)勢的菌種來對污水中的難以降解的有機物進行選擇性的分解;混凝沉淀法是指在污水的處理過程中利用混凝劑，增強污水沉降效率，通過調(diào)節(jié)污水的pH 值來對污水中的酸堿性的有機物進行沉降處理，最終達到固液分離的目的。

4 結(jié)束語

膜法水處理技術(shù)在當下屬于最佳的污水處理方法，能夠最大程度地滿足工廠對中水回用的要求。為了加大對污水的凈化力度，保護生態(tài)環(huán)境，促進企業(yè)發(fā)展，應(yīng)用膜法水處理技術(shù)是一種趨勢。鑒于不同工廠對于污水處理的要求不同，還應(yīng)加大對其他技術(shù)的研究與應(yīng)用。

參考文獻：

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