微滤＋反渗透技术在污水处理中的应用

刘佰越

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

微滤＋反渗透技术在污水处理中的应用

刘佰越

（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

长期以来，各种废水的深度处理一直是废水处理过程中的一大技术难题，对此环保处理工作人员对该问题进行了大量的研究，并在此基础上取得了许多优异的成果。但是不同的技术方法所对应的废水处理条件各有不同。膜分离技术以其高效、节能以及清洁生产等特点广泛用于各种污水处理中。其中微滤＋反渗透技术尤为突出，并受到广泛关注。文章对近年来膜分离技术的最新研究和进展进行了概述，并对未来的发展进行了展望。

膜分离；污水处理；微滤；反渗透

微滤技术可以将废水中大分子物质和悬浮物截留在浓水中，反渗透技术可将废水中的溶解性盐类和难降解的溶解性有机物去除。由微滤＋反渗透组合而成的双膜技术是指采用膜分离工程技术对废水进行深度处理，以使得废水能够达标排放或者回用的一门技术，它在垃圾填埋、造纸、电镀、医药等行业生产过程中产生的废水处理中起到重要的作用。目前在我国该技术已经被广泛应用于各种污水处理项目中并起到不错的效果。

1 双膜技术概述

所谓的双膜技术即微滤＋反渗透复合技术，该技术弥补了单一的微滤或者反渗透技术的不足，并已经广泛应用于多个领域的废水处理项目中。

1.1 微滤

微滤（Micro Filtration，简称MF）是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的“筛分”作用进行分离的膜过程［1］。微滤的主要作用是从气、液相物质中去除胶体、细菌和固体物质，从而达到净化、分离等目的［2］。

微滤的分离机理是筛分机理，即起决定性作用的是膜的物理结构。除此之外，吸附性能的大小和电性能的强弱等因素对截留作用也有一定的影响。

微孔滤膜的截留作用可分为膜表面截留和膜内部截留两大类：膜表面截留是指膜的机械截留作用（筛分作用）、物理作用或吸附截留作用和架桥作用；膜内部截留不是发生在膜的表面而是指将污染粒子截留在膜内部。

微孔膜截流作用示意图如图1所示。

图1 微孔膜各种截流作用示意图

1.2 反渗透

反渗透（Reverse Osmosis，简称RO）是通过选择透过性膜，在压力作用下将溶液中的溶剂和溶质分离的技术。反渗透在运行过程中所需的条件有两个：一是外界施压要大于溶液的渗透压；二是需要具有选择透过性的半透膜［3］。反渗透膜表面孔隙尺寸一般在1 nm左右，能去除绝大部分离子、溶解性有机物、生物和胶体以及大部分硅酸等，因此经反渗透膜处理过的污水其出水的净化程度很高，基本上可以满足回用要求［4］。

膜过滤示意图如图2所示。

图2 膜过滤示意图

1.3 双膜技术的特点

相较于传统的污水处理工艺，微滤＋反渗透工艺不仅具有更高效的过滤效率，而且可以将污水中大部分的污染物有效地去除，更有利于提高污水处理的出水水质。在应用微滤＋反渗透工艺处理污水时，由于不需要投加化学药剂，这样即有效地避免了出水水质的二次污染，且处理后的出水完全可以回用到生产中。对清洁生产和节能减排都起到了非常良好的作用。在微滤＋反渗透工艺中由于这两种膜材料的化学稳定性较好，抗酸碱能力较强，且耐热耐水性能优越，这不仅能够大大地增加污水处理过程中废水的回收率，还可以有效地降低废水排放过程中对周边环境造成的污染，实现对环境的有效保护。

2 双膜技术在工程中的应用

2.1 微滤＋反渗透工艺在造纸废水处理中的应用

在我国造纸行业依然沿用传统的生产工艺，即在生产过程中使用大量的水对造纸原料进行浆化。这也导致了废水的排放量十分巨大。目前我国造纸废水的主要处理工艺为预处理＋生化处理，经该工艺处理后的废水COD仍然高达200 mg／L以上，且色度差，氨氮和含盐量仍然很高［5］，为解决造纸行业污水大量排放的问题，就需要对生化处理后的造纸废水进行深度处理，然后将处理后的废水进行中水回用。目前造纸废水深度处理技术主要包括高级氧化技术、膜分离技术等物理化学方法，以及固定化生物技术、生物絮凝技术等生物化学方法［6］，其中膜分离技术中的微滤＋反渗透工艺处理效果最好，可有效去除溶解性无机盐和难以降解的溶解性有机物。

某造纸厂废水进出水水质指标见表1，该造纸废水预处理后通入双膜系统进行深度处理，处理后的废水出水完全可以达到回用的标准。

表1 某造纸废厂水处理进出水水质指标

2.2 微滤＋反渗透工艺在冶炼废水处理中的应用

冶炼废水是在金属冶炼过程中产生的废水，由于在冶炼过程中会有大量的冶炼药剂加入，故冶炼废水也是一种含有毒性的难降解有机废水。冶炼废水经常规处理方法处理后废水中污染因子的浓度含量仍然很高，不能达到排放标准。所以需要对冶炼废水进行深度处理。膜分离技术由于其诸多优点，现广泛应用冶炼废水深度处理领域。采用预处理＋微滤＋反渗透的双膜技术深度处理冶炼废水，可有效去除废水中的COD、可溶性无机盐等污染因子，从而提高处冶炼废水的处理效率以及满足中水回用的标准和目的。

某钒冶炼废水进水出水质见表2，经过预处理后的冶炼废水进入微滤＋反渗透系统进行深度处理，处理后的出水水质指标良好，完全可以满足排放和回用的要求。

表2 某钒冶炼废水进出水水质指标

2.3 微滤＋反渗透工艺在垃圾渗滤液处理中的应用

目前我国城市生活垃圾的处理主要是以填埋为主，即建设一个城市垃圾填埋场，将城市中产生的生活垃圾集中填埋并压实。但在垃圾填埋以后会从填埋库底部流出大量的垃圾渗滤液，这些垃圾渗滤液中的污染物含量巨大，污染浓度非常高且组分变化大，成分极其复杂，传统的活性炭吸附＋生化处理的联合工艺方法难以对该类废水进行有效的去除［7］。而采用膜分离技术就可以有效地解决这一难题。针对垃圾渗滤液的处理，应在传统的处理工艺基础上再加上微滤和反渗透的深度处理方法。经过微滤和反渗透膜可以对渗滤液中的无机成分和有机成分进行有效的去除。处理后的出水可以直接排放。浓缩液也可以通过蒸发获取固态废物，也可以直接倒排至垃圾填埋场进行二次过滤。

某填埋厂渗滤液处理进出水水质见表3，该渗滤液经预处理＋微滤＋反渗透系统处理后出水可以达到《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889－2008）标准内的排放要求。出水可以直接用于农业灌溉或直排到城市生活污水管道。

表3 某填埋厂渗滤液处理进出水水质指标

3 结 论

1.微滤＋反渗透的双膜工艺不仅具有较强的物化作用，其分离作用也十分显著，经过该系统深度处理后的各类污水出水水质良好，基本可以满足回用或直接排放的要求。在各项工程中对开发中水回用、资源的节约、污染的治理、环境的保护等方面均起到促进作用。

2.膜分离技术由于其操作简单、占地面积小、能耗低等特点，可被用于造纸、冶炼、垃圾渗滤液等多个行业的污水深度处理领域，且可以得到较好的社会环境以及经济效益。

3.由微滤＋反渗透组成的膜分离技术的核心是膜，故在采用该技术时应特别注意进水的水质应符合膜工艺的进水要求，以免在使用过程中因水质硬度过高或悬浮颗粒物过多而造成膜的堵塞或损坏。

［1］ 何明，尹国强，王品.微滤膜分离技术的应用进展［J］.广州化工，2009，37（6）：35－37.

［2］ 宁培勇，丁津华，徐文体，等.滤膜过滤技术应用研究进展［J］.中国消毒学杂志，2006，23（1）：63－65.

［3］ 周正立.反渗透水处理应用技术及膜水处理剂［M］.北京：化学工业出社，2005.1－86.

［4］ 张建国，罗凯.膜技术在处理重金属废水中的应用［J］.矿业工程，2004，（5）：52－55.

［5］ 李志平，刘千均，林亲铁.造纸废水深度处理技术的应用研究进展［J］.中国造纸学报，2010，（25）：102－107.

［6］ 万金泉.当代制浆造纸废水深度处理技术与实践［J］.中华纸业，2011，32（3）：18－23.

［7］ 钱正超，黄文韬.膜过滤技术在废水处理中的应用研究［J］.绿色环保建材，2016，（8）：28.

M icrofiltration and Reverse Osmosis Technology in W astewater Treatment

LIU Bai-yue
（Hunan Research Institute of NonferrousMetals，Changsha 410100，China）

The advanced treatment of variouswastewater has been amajor technical problem in wastewater treatment for a long time，the environmental protection workers have done a lot of research on this problem.And on this basis，mademany outstanding achievements.But different technicalmethods have differentwastewater treatment conditions .Membrane separation technology with its high efficiency，energy saving，clean production and other characteristics are widely used in various sewage treatment.The microfiltration and reverse osmosis technology is particularly prominent，and received extensive attention.The recent research and developmentofmembrane separation technology are summarized，and the future development direction of the proposed recommendations.

membrane separation；wastewater treatment；microfiltration；reverse osmosis

X703.1

A

1003－5540（2017）02－0063－03

2016－11－10

刘佰越（1987－），男，助理工程师，主要从事废水处理、废渣处理等领域的咨询及设计工作。