膜技术在化工污水处理中的应用

(石家庄经济技术开发区污水处理厂 河北 石家庄 052165)

一、膜技术及其发展现状

(一) 膜技术的含义及发展现状。随着社会经济的发展，水资源的日益紧张，我们继续更高效的污水特别是化工污水处理方式，在这种背景下膜技术成为了新的更高效的污水处理方式。所谓膜技术，是指利用膜来对污水进行选择性分离，这种选择性分离可以将污水进行分离、纯化以及浓缩，仅从处理方式来看这种技术与传统的污水处理技术非常相似，但是其优势在于膜技术是一种深入分子层面的污水处理技术，利用膜技术进行污水处理是一种物理过程，并不会涉及化学变化，也不需要添加剂的辅助。

我国的膜技术在上世纪90年代便开始应用，发展至今，膜技术已经形成产业并逐渐大规模应用，膜技术产业的产值由上世纪90年代初的2亿元逐渐增长到2015年的850亿元并且增长趋势仍在延续。目前，膜技术的种类有很多，应用前景及其广泛，应用场景也较多，常见的有超滤、电渗析、渗析、纳滤、液膜等，随着技术的不断进步，膜技术的种类将会进一步增加，处理效果也将更好。

具体到膜技术在化工污水处理中的应用也非常成熟，在对化工污水进行分离、浓缩、提纯、净化等方面具有较高的效率，无论是对食品加工、石油加工、医药加工、生化技术等产生的污水进行处理时均可采用，具有广泛的应用性。

(二) 膜技术的特点及优势。膜技术相较于传统技术而言有着独特的优势，首先是效率高，单次处理量大，其次，这种处理方式进行处理时基本不会有污泥的产生，这将大大节省污泥的处理费用，同时这种处理方式下设备的操作环境比较卫生，膜技术是一种封闭的污水处理方式，不会产生污水臭味。这种处理方式下，能源的消耗也比较低，无相变分离技术，仅仅需要泵液时的电能消耗，最后是设备的运行费用低，容易进行维修保养，同时设备投资少，设备的占地面积也比较小。

但是膜技术处理方式也有一定的缺点，对于化工污水的处理有一定的范围限定，单种技术手段无法对所有类型的污水进行处理，对于不同种类的污水而言，需要采用不同类型的膜技术，有的情况下甚至需要多种膜技术共同使用才能达到预期的效果，才能有效的促进污水处理效率的提高。对于化工污水而言更是如此，不同的化工污水中含有的化学物质是不同的，单纯的某一种膜技术不可能适用于所有种类的化工污水，从这一角度来看，使用膜技术还需要对污水的构成进行一定的分析，这可能会增加使用膜技术进行污水处理的成本和难度。

尽管膜技术对于处理化工污水有着各种各样的弊端，但是膜技术必将以其特有的优势成为未来化工污水处理最主流的技术。

二、膜技术在化工污水处理中的实际应用

(一) 超滤膜技术。超滤膜技术是发展较早的一种膜技术，其发挥作用的方法是对需要处理的化工污水进行分离，再进一步进行净化和浓缩，该技术将会有机的与膜孔径的大小相结合，将存在于污水中的颗粒进行有效的分离，这种技术的核心就是分离。这种膜技术主要应用在化工、医药和食品等行业产生的污水中，目前在这些领域应用广泛。采用超滤膜技术，不仅能够将菌类、藻类等微生物有效的清除，杜绝微生物粘贴处理系统即处理设备的情况，在过滤中采用的氧化剂还可以良好的抑制微生物的繁殖。采用超滤膜技术进行污水处理将有效的降低污水的浑浊度。对于化工污水而言，其中往往含有较多的化学杂志，这些杂质会对光的折射产生一定程度的影响，在一定程度上阻碍光的折射，这会影响到污水的处理效果，但是在超滤技术下，污水的浑浊度将会得到大幅度的改善，提高污水处理效果。

(二) 微滤膜技术。微滤膜技术又被称为微孔精密过滤技术，其原理是利用微孔进行精密过滤，这种技术可以有效的清除污水中的细小细菌、固体颗粒等，去污效果良好。微滤膜技术是一种成本低且操作较为简单的膜技术，被广泛的应用于化工污水特别是半导体污水的处理中。由于微滤膜的生产较为简单，技术要求低，可以大大降低生产成本进而降低污水处理的成本。微滤膜的另一个优势在于可以提高污水处理中所采用的过滤器的反洗性，进一步降低成本。采用微滤膜技术进行化工污水的处理时，由于微滤膜技术可以利用不同的孔径来对大量污水进行分级处理，系统处理不同类型的化工污水，将会极大的提高处理的效率，降低处理的成本，降低处理过程中的操作难度。从经济价值的角度来看，得益于微滤膜技术的诸多优势，这项技术必将得到大规模的推广。

(三) 反渗透技术。反渗透技术在发挥效用的过程中需要水的辅助，其工作原理是将水作为溶剂从而机械截留化工污水中的小分子、离子，这种技术可以通过选择性渗透的方式将液体混合物进行分离，在这一过程中，存在于莫两侧的静压将作为主要的推动力帮助完成整个膜分离过程。这种技术的应用领域也很广泛，对于造纸行业、食品行业、冶金行业等行业产生的污水都有着良好的效果和较高的效率。反渗透技术在实际应用中主要包括三个阶段，分别是渗透、反渗透和渗透平衡。在第一个环节，主要是利用半透膜的特性将纯水和盐水进行分离，将纯水渗透到盐水中将盐水的纯度降低。在第二个环节即反渗透环节中将借助半透膜将盐水渗透到纯水中。最后是渗透平衡的过程，借助半透膜首先将盐水和纯水相互分隔，然后再进行双向渗透。反渗透技术的缺陷也很明显，当化工污水中含有较多的杂质时很难发挥良好的作用，应用领域非常有限，但是对于合适的化工污水处理效果良好。

(四) 电渗析技术。电渗析技术是一种发展较晚的膜技术，这种技术主要是通过借助分离设备来进行系统化的污水处理，分离设备主要依靠水处理技术等，这种技术发挥作用主要依靠膜所具有的选择透水性的特点。顾名思义，电渗析技术需要在电场中发挥作用，这种技术在直流电场中可以借助外加直流电场的作用，从而达到有效的控制通过的阳离子和阴离子的控制，这种控制可以保证部分离子能够顺利的进入到另一个水域之中，这种技术可以有效降低化工污水中污染物的浓度。在一般情况下，电渗析技术需要与其他技术共同发挥作用，这可能会增加化工污水的处理成本以及操作难度，当然其效果也会更好。

(五)纳滤膜技术。纳滤膜技术是发展最晚也是最为成熟的一种膜技术，纳滤膜技术可以有效的弥补反渗透技术和超滤膜、微滤膜技术的缺陷。在采用纳滤膜技术进行污水处理的过程中，纳滤膜可以有效的将化工污水处理中面临的硬度、色度和异味等影响因素进行剔除。食品工业生产是最明显的例子，在食品加工所涉及的解除杂质、脱色、浓缩等生产环节中，可以充分利用纳滤膜技术来实现。纳滤膜技术可以用于在这一过程中对发酵液中的有机酸进行回收。纳滤膜技术在应用过程中可选择性的利用纳滤膜生物反应器，应用于半连续生产工业之中。

本文总结了膜技术的现状、特点和优势，介绍了膜技术在化工污水处理中的实际应用，但是需要注意的是膜技术在化工污水处理中虽然有着良好的效果，但是其发挥作用的空间仍然是有限的，单种的膜技术很难对化工污水进行彻底的处理，在实际应用中，对化工污水进行处理需要综合采用不同的膜技术种类，从而达到预期的效果。