运用有机超滤膜处理废水的要点

刘 刚 王伟伟

（青海洁神环境能源产业有限公司，青海 西宁810000）

随着21世纪的来临，经济快速发展，科技日益完善，膜分离技术不断革新，广泛的应用到各个领域，在废水处理中的应用取得了巨大的突破。为了提高膜的全面性能，加强膜的效果，人们开始研究新型材料来改进膜，使膜分离技术能够更好的服务各个领域。

1 超滤膜的制备

成膜有着丰富的材料，在现在市场上常用并且性能好的主要有PES（聚醚砜）超滤膜、PVDF（聚偏氟乙烯）超滤膜、CS（壳聚糖）复合超滤膜、PVA（聚乙烯醇）超滤膜、CA（醋酸纤维素）超滤膜等几种。这些材料容易成膜，并且成膜以后的性能比较高，化学性比也非常稳定，生物相容性非常好，所以备受欢迎。在制膜过程中，要选择合格的材料，还要考虑膜的截留率与通量的问题，将材料与工艺结合，才可以生产出性能优越，成本低价的优质膜。

1.1 聚醚砜（PES）超滤膜

PES（聚醚砜）膜材料的使用范围很广，可以制备很多的类型的膜。这种材料具有超高的耐压、耐热以及耐氧化性，生物的相容性也非常好，是制备复核膜的最好基膜之一。清华大学成功的研究出了聚醚砜酮的平板超滤膜，强化了膜的腐蚀性，提高了溶解性，将膜的耐高温从70摄氏度提升到320摄氏度。纯水通量也达到每小时每平米1000到1200升，截留率在80%到90%。在聚醚砜材料中可适当的加入添加剂，这样可以提高分离膜的性能，提升流通量与截留率，保证分离膜的质量和持久性。

1.2 聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜

聚偏氟乙烯是成膜材料中比较常见的一种，但是有着独特的性能也深受欢迎。聚偏氟乙烯是结晶性的聚合物，熔点170摄氏度，热分解316摄氏度，具有良好的机械性能、耐冲击、耐磨、化学性稳定。在室温下，聚偏氟乙烯不会被酸碱等腐蚀，在各种酸中性能也不会发生大的改变。虽然聚偏氟乙烯有很多的优点，但是制备的分离膜亲水性极差，在处理废水时比较容易污染，影响膜的产水量。现在将无机纳米氧化铝混合聚偏氟乙烯制备超滤膜，有效的改善了聚偏氟乙烯的亲水性，提高了膜的抗污染性，开始广泛的使用。

1.3 聚乙烯醇（PVA）超滤膜

这种材料的线型结果非常严格，化学性质非常稳定，分子链上有大量的羟基，所以具有非常高的亲水性，并且耐污染，这种材料用于制备亲水膜比较多。聚乙烯醇膜非常容易溶胀甚至溶解，所以要对其进行改性处理。有人研究用二氧化硅对其进行改性处理，这样保留了聚乙烯醇的亲水性，提高了抗污能力，又保留了二氧化硅的韧性，弥补了聚乙烯醇膜的缺点。经过改性，膜的性能有了大幅的提高，不但增加了抗污能力，通水量，还保留了原来的特性。

1.4 壳聚糖（CS）超滤膜

这种材料的资源丰富，非常容易进行化学修饰。壳聚糖膜的韧性非常好，抗拉的强度非常大，耐碱性、有机溶剂性非常强。，在交联以后有很强的耐酸性。在壳聚糖分子中有大量的羟基，可以结合蛋白中的氨基，所以可以利用壳聚糖膜进行提取或者分离蛋白质。

1.5 醋酸纤维素（CA）超滤膜

醋酸纤维素具有良好的透水性和成膜性，来源方便并且价格低廉，被广泛的应用到超滤膜制作材料。中南大学的教授利用聚乙烯醇的特点混合醋酸纤维素制备了聚乙烯醇-醋酸纤维素混合超滤膜，使这种超滤膜的渗透率达到每小时每平米40到70升，出油率达到90%。

2 有机超滤膜处理废水的工作原理及流程

超滤是使用膜两侧的压力差作为推动力，用机械筛风的方式来进行分离溶液的过程。在静压差下，水的小分子粒子自高压侧通过膜到低压侧，大分子的粒子被膜截留，从而将不同的分子分离。膜分离技术在废水处理中非常的有效，用膜分离能够过滤出悬浮物与无菌体，这样极大地提高了分离的效率。所以，超滤膜是超滤工艺的核心，是关键的技术，具有非对称的性质，有三个部分组成：致密层、支持层和骨架层。表面层的作用主要是分离，一般使用化学性能稳定，耐酸碱、耐高温和有机溶剂，并且可反向冲洗、分离率高得有机超滤膜。

有机超滤膜处理废水的主要流程是把废水流入初沉池沉淀，然后进入PH调节，在进行膜处理，进入微生物的反应池，最后进入斜板的沉淀池，将处理好的废水排放或者进行回收利用。使用超滤膜和微生物处理的工艺，不但降解了废水中的有机物，而且还可以去除废水中的硫化物等，并且可以对废水中的细菌截留分离。这种工艺不用再加药、混凝、过滤等程序，简化了工艺，降低了劳动的迁都，提高了安全性，能够保证处理水的标准，并且降低了费用，避免二次污染。

3 有机超滤膜在处理废水中的应用

3.1 制革废水的处理

制革废水的危害比较大，并且非常难处理，因为含有大量的有机物和很好浓度的盐分。有些人使用1毫米孔径的滤网对制革废水进行预处理，在超滤处理时，操作压力定位0.2Mpa，超滤膜的膜面流苏是每秒3米，经过这样的处理，可以节省硫酸盐达30%，石灰岩等物质节省15%，处理以后的水90%都可以回收再利用。还有些人将反渗透技术结合超滤进行制革废水处理，在操作压力0.2MPa，PH值为8.1时，超滤膜的膜面流速是每秒1.5米时，温度25摄氏度以下，在这些条件符合的情况下制革废水的盐分以及浊度处理效果最好。

3.2 重金属的废水处理

在金属加工、生产合金以及电镀等一些行业都会产生中金属废水，如果不进行及时的处理会严重的污染环境。使用超滤膜对重金属废水进行处理，不但可以回收重金属，还能够有效地保护环境。在处理含锌废水中，有些人使用表面活性剂来强化超滤的技术，在进料中加入表面活性剂，使分离膜表面产生胶体，从而被超滤膜截留，这种胶体可以吸附锌，然后达到去处。通过实验，废水溶液的锌含量每升50毫克的情况喜下，在进料中每升加入表面活性剂1.8克，静置3个小时以后，超滤膜对锌的截留率达到97.5%，通量每小时每平米13.2升。

3.3 含油废水的处理

在一些机械行业中，工件的清洗、维修中都会产生含油废水，一般存在的形式是漂浮油、乳化油、分散油。分离难度最大的就是乳化油，由于电解的费用较高，所以一般使用超滤的方式进行油水分离，然后进行回收利用。一些人用混凝结合超滤来处理含油废水，这种工艺减少了污染物进入超滤膜的膜孔，改善了超滤膜表面的性质，减轻了污染物在超滤膜上的沉积，增加了渗透通量。

3.4 造纸废水的处理

这种废水处理难度非常大，在技术上也一直在研究和创新，尤其是超滤膜的技术在不断的改进，促进造纸废水的净化，并且实现回收再利用。超滤膜应用于造纸废水处理中，能够有效的降低消耗，提高了效率，简化了工艺。

4 结语

有机超滤膜在废水处理中能够更好的净化水，实现水资源的回收再利用。超滤技术在废水处理中有着非常大的发展前景，所以要不断的探索超滤膜的新型材料，提高超滤的工艺，全面提高我国废除处理的能力。

［1］余夏静,叶雪均.液膜技术及其应用研究进展[J].污染防治技术，2011（03).

［2］于翔,郭雅妮,同帜,仝攀瑞.膜生物反应器处理印染废水[J].印染，2011（10）.

［3］范拴喜.高浓度含油乳化废液的处理研究[D].西安建筑科技大学，2008.