膜技术分离化工污水的原理及其应用研究

王文丽

(阳煤集团太原化工新材料有限公司，山西 太原 030400)

引 言

随着社会的快速发展，人类对于物质的需求越来越多，相应的化工企业的生产规模也是越来越大[1]，因而在生产过程中所产生的污染物也越来越多，这不仅对生态环境造成了巨大的压力，同时也严重的危害着人类安全[2]；在化工生产形成的废固、废气以及废水等各类污染物中，相对来讲废水的影响更为深远，因为废水中富含各类有毒有害物质，如果直接排放到水体中，不仅危害水体环境还影响生态平衡，且其能通过食物链富集对人体造成危害[3]，因此社会各界越来越关注污水处理，污水处理技术也得到了长足的发展[4]，处理效果以及效率均得到了大幅度提升，特别是膜技术的发展更进一步加快了污水处理技术的发展[5]。

膜技术是近些年发展起来的一种新型的污水处理技术[6]，膜技术在污水处理时与传统方法不一样的地方在于其不会形成二次污染，可以大幅度提升污水处理的质量以及效率[7]。本文通过对膜技术处理化工污水的原理进行探索，并就其应用进行分析，以期为相关从业人员提供参考。

1 膜技术处理化工污水的原理

采用膜技术处理化工污水，基本原理通常都是利用电势、压力、浓度梯度的差异，利用污水中各个组分的渗透差异将各个组分分开从而达到分离化工污水的目的[8]，由于膜技术的不同，其原理又不太相同，现在应用较多的膜技术大致可以分为：超滤膜[9]、微滤膜[10]、纳滤膜[11]。

1.1 超滤膜处理化工污水的原理

超滤膜处理化工污水的原理主要是利用超滤膜的孔径特性，通过将化工污水中颗粒进行拦截从而实现对化工污水中颗粒的分离，将化工污水进行净化，对污染物质进行浓缩，采用该种方式来处理化工污水可以快速降低污水中的颗粒含量，增加其澄清度，有效提升化工污水的处理效果；此外该技术由于滤膜的孔径特性，还可以有效阻拦污水中的菌类、藻类等生物质，可以有效避免其在污水处理系统表面的沉积以及生长。

1.2 微滤膜处理化工污水的原理

微滤膜处理化工污水的原理主要是利用微孔精密过滤技术对化工污水进行净化，该技术可以有效清除化工污水中的菌类以及固体颗粒，采用该技术可以大幅度提升污水处理的效果，在半导体污水处理中有着广泛的应用；此外，该技术相对于超滤膜技术来讲其成本要相对低一些，是一种高性价比的污水处理技术。

1.3 纳滤膜处理化工污水的原理

纳滤膜处理化工污水的原理主要是基于纳滤膜的孔径特性来对微小物质进行分离以达到分离化工污水中污染物质的目的，该技术可以很好地弥补超滤膜技术中存在的色度以及异味等问题；在应用此技术时可以选择性地引用纳滤膜微生物反应器并将其并入到半连续的工业生产中去。

2 膜技术处理化工污水的应用

2.1 超滤膜在化工污水处理中的应用

采用超滤膜处理化工污水时处理效率高、处理质量好，不仅可以有效减少污水处理中化学品的应用，同时还可以有效规避二次污染；该技术进行化工污水处理工艺成熟、操作可靠，已能很好地进行自动化生产。

该技术采用的超滤膜可以有效抵抗酸碱以及高温的影响，因此在应用时不仅可以处理酸性或者碱性的污水，还可以处理温度超过100 ℃的污水，因此其处理范围非常广泛；此外，该技术采用超滤膜的精度非常高，在污水处理过程中能阻挡污水悬浮物中的菌类，因此还可以将超滤膜与升华技术相结合来有效地去除污水中的有机污染物，且该种方式的处理成本与生化污水处理的成本相比并没有明显增加，目前超滤膜处理污水技术已广泛应用于污水处理体系中，在饮用水处理以及造纸废水处理中的应用则更为广泛。

2.2 微滤膜在化工污水处理中的应用

微滤膜相对来讲其孔径相对较大，在污水处理过程中对于粒径较大的胶体以及悬浮物等污染物的去除效果非常好，但是对于粒径较小的污染物则去除效果较差，因此通常不会采用微滤膜来对化工污水进行深度处理，这种方式通常作为化工污水深度处理的预处理过程，但是微滤膜技术在半导体行业的污水处理中应用效果非常好并且其处理效果得到了广泛认可。

微滤膜相对来讲其孔径较大，如果将该种技术与物理污水处理技术进行有机结合来对化工污水进行预处理，可以有效改善后续污水处理的效果，同时由于微滤膜的透过性可以有效阻挡部分大尺寸的污染物，因此在后续的深度处理过程中一方面可以增加污水分离的精度以及效果，此外还可以避免大尺寸的污染物堵塞小尺寸的滤膜造成污水处理效率的下降。

2.3 纳滤膜在化工污水处理中的应用

相对于超滤膜以及微滤膜，纳滤膜的孔径相对要更小，其去除化工污水的能力也更好，在处理化工污水时该技术可以很好地弥补超滤膜在处理化工污水中存在的一些不足之处，纳滤膜处理化工污水时不仅可以阻隔污水中的各种尺寸的污染物质，同时还可以将污水中带有异味以及色度的有机小分子进行有效阻隔，进而避免污水处理后存在异味以及异色的问题，其净化效果更为强大；在食品行业中，如果涉及到水处理以及脱色等工序，同样可以采用纳滤膜技术来保证处理效果，另外如果需要对食品加工过程中的发酵液中的有机酸等小分子进行去除，同样也可以采用纳滤膜技术来对有机酸进行回收再利用；此外，纳滤膜技术如果与生物反应器相结合可以在半连续情况下有效控制处理效果。

3 结语

化工污水不仅危害生态环境，也对人类安全造成极大的危害，污水处理已得到社会各界广泛的关注；膜技术作为近些年发展起来的一种新型的污水处理技术，在污水处理领域起着至关重要的作用，采用膜技术处理化工污水，基本原理通常利用电势、压力、浓度梯度的差异来对化工污水中的污染物质进行有效分离以及净化，超滤膜可以有效处理化工污水，微滤膜则通常可以用于化工污水深度处理的预处理，而纳滤膜技术则处理效果最佳，不仅可以有效去除污染物杂质，还可以有效脱色脱味，膜技术在化工污水处理中已得到广泛应用。