化工廢水處理中膜技術(shù)的應用
2020-08-17 14:02:19
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隨著(zhù)對化工廢水排放污染的日益嚴重，人們對化工污水的處理變得越來(lái)越關(guān)注，倘若這些廢水不能得到妥善處理和排放，會(huì )對自然環(huán)境以及人們身體健康甚至是農業(yè)生產(chǎn)造成非常大的影響?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，廢水處理的方法也變得越來(lái)越完善，其中膜技術(shù)是廢水處理技術(shù)中的一種，它的處理過(guò)程主要是物理過(guò)程對自然環(huán)境是無(wú)害的。為此，本文就膜技術(shù)在化工廢水處理中的應用作出相關(guān)分析，希望對相關(guān)人士有所幫助。化工廢水處理中膜技術(shù)的應用優(yōu)勢
隨著(zhù)化工行業(yè)的不斷興起，化工廢水的排放量也日益增長(cháng)，倘若廢水處理不妥善，不僅對自然環(huán)境造成非常大的影響，使人們賴(lài)以生存的環(huán)境被不斷破壞，同時(shí)對人類(lèi)身體健康也十分不利，為此為了進(jìn)一步提高化工廢水處理的效果，可以引入膜技術(shù)，該技術(shù)在操作過(guò)程中所涉及的方面較廣泛，例如，壓力、濃度、電勢梯度等，然而由于混合體大部分是由多組分構成的，為此可以利用膜技術(shù)對其進(jìn)行選擇性滲透，同時(shí)利用化學(xué)位差作為推動(dòng)力，可以使混合物中的氣體、液體進(jìn)一步分離和提純[1]。在化工廢水處理過(guò)程中，膜技術(shù)是廣泛應用的方法，不僅可以有效凈化降低廢水對自然環(huán)境、人體健康的威脅，同時(shí)也可高效將廢水中的污染物去除掉，并將廢水中有用的物質(zhì)進(jìn)行回收利用。膜技術(shù)相比以往傳統的過(guò)濾技術(shù)來(lái)講不僅可以降低企業(yè)廢水處理的經(jīng)濟支出，同時(shí)也進(jìn)一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會(huì )收益，這是因為膜技術(shù)在對化工廢水處理過(guò)程中，它是一種物理過(guò)程且無(wú)需發(fā)生相的變化或者添加助劑，這也是膜技術(shù)被廣泛應用于化工廢水處理中的原因。
化工廢水處理中膜技術(shù)的應用
微濾膜技術(shù)根據成膜材料分為無(wú)機膜和有機高分子膜，讓廢水經(jīng)過(guò)這些分子膜精細過(guò)濾的方式來(lái)對化工廢水中的病菌或者是有毒物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，從而降低廢水對自然環(huán)境和人體健康的危害，使人們可以獲得一個(gè)優(yōu)良、潔凈的生存環(huán)境，進(jìn)一步高效開(kāi)展工作以及生活。因為此技術(shù)對廢水處理效果特別顯著(zhù)，所以被很多石油化工行業(yè)所使用，它表面的孔隙率十分高，一般可以達到70%，是其他過(guò)濾濾紙的40 倍左右[2]。同時(shí)微濾膜的厚度比較小，使液體被過(guò)濾中的介質(zhì)所吸附，進(jìn)一步將損失降到最低。高分子類(lèi)微濾膜為一均勻的連續體，過(guò)濾時(shí)沒(méi)有介質(zhì)脫落也不會(huì )造成二次污染，從而得到高純度的濾液，在很大程度上也減少了化工廢水處理問(wèn)題上的成本支出，使企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟效益。超濾膜技術(shù)是膜分離技術(shù)中的一種，它是以0.1~0.5MPa的壓力差為推動(dòng)力，利用多孔膜的攔截能力和以物理截留的方式，將廢水中大小不同的物質(zhì)顆粒分開(kāi)從而達到純化和濃縮、篩分溶液中不同組分的目的。它的工作原理是在靜壓差為推動(dòng)力的作用下，原料液中溶劑和小溶質(zhì)粒子從高壓的料液側透過(guò)膜到低壓側，而大粒子組分被膜所阻攔使它們在濾剩液中濃度增大。超濾膜技術(shù)程常用的操作模式有三種，第一種為單段間歇操作，在超濾過(guò)程中為了減輕濃差極化的影響，為此膜組件必須保持較高的料液流速，但膜的滲透通量較小，所以料液必須在膜組件中循環(huán)多次才能使料液濃縮到要求的程度，這也是工業(yè)過(guò)濾裝置最基本的特征。間歇操作適用于實(shí)驗室或小規模間歇生產(chǎn)產(chǎn)品的處理[3]。第二種為單段連續操作，與間歇操作相比其特點(diǎn)是超濾過(guò)程始終處于接近濃縮液的濃度下進(jìn)行，因此滲透量與截留率均較低，為了克服此缺點(diǎn)可采用多段連續操作。第三種為多段連續操作，各段循環(huán)液的濃度依次升高，最后一段引出濃縮液，因此前面幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續多段操作適用于大規模工業(yè)生產(chǎn)。超濾膜技術(shù)被廣泛應用在化工廢水處理中，例如，染料廢水處理、造紙廢水的處理、放射性廢水的處理等。納濾膜技術(shù)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其節流分子量在80~1000 的范圍內，孔徑為幾納米，因此稱(chēng)納濾。它包括源水、源水泵、機械過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、精密過(guò)濾器、高壓泵、納濾主過(guò)濾系統。其工作特點(diǎn)是過(guò)濾精度高、處理效果穩定、維護簡(jiǎn)單，設備外形美觀(guān)且制造精密。同時(shí)參數控制也比較精確，自控設計相對完善，可以根據客戶(hù)的要求做到完全自控[4]。反滲透又稱(chēng)逆滲透，它是一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反所以該技術(shù)又可以稱(chēng)之為反滲透。工作根據各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，從而達到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透技術(shù)也是化工廢水處理中廣泛應用的，該技術(shù)對化工廢水處理，不僅可以大幅度降低化工生產(chǎn)成本、保護環(huán)境，同時(shí)也進(jìn)一步實(shí)現廢水資源化等諸多意義。而由于反滲透膜技術(shù)對進(jìn)水要求相對較高，為此工作人員在運用反滲透技術(shù)對化工廢水進(jìn)行深度處理時(shí)，還需要結合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調節等預處理工藝，從而使廢水處理效果更佳。電滲析技術(shù)是利用半透膜的選擇透過(guò)性，來(lái)分離不同的溶質(zhì)顆粒的方法。該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用在化工、輕工、造紙、醫藥工業(yè)，尤其是化工廢水處理上，電滲析技術(shù)在工作過(guò)程中是需要借助膜分離的[5]。例如、水處理通過(guò)利用半透膜的選擇滲透性原理，還有在外加直流電場(chǎng)的作用之下，使交流膜對陰離子進(jìn)行操控，這也是為了便于使那些游離子可以較好地滲透到另一側的水中，同時(shí)將另一側水濃度進(jìn)一步淡化，這種技術(shù)也適用于重金屬工業(yè)、放射性工業(yè)的廢水處理，其主要工作原理是在原水細格柵、調理池中，利用毛發(fā)過(guò)濾器、加壓泵、各類(lèi)消毒體系共同作用下來(lái)對廢水進(jìn)行反復排水，最后再經(jīng)過(guò)膜出體系對化工廢水進(jìn)行處理。在對化工廢水進(jìn)行處理過(guò)程中，由于有些工藝所選擇的膜技術(shù)不合理，是需要與其他技術(shù)相互聯(lián)合起來(lái)的，這樣做可以使廢水處理的效果非常好，對于渣油催化干氣氣烴別離膜技術(shù)以及深冷法聯(lián)合技術(shù)非常適用。該膜技術(shù)的工作原理主要是利用膜別離法將干氣中的氫分離出來(lái)，再采取深冷法別離將烴進(jìn)行分離，然而由于膜分離技術(shù)已經(jīng)將干氣中的大部分氫氣分離出來(lái)，此時(shí)干氣中的烴濃度也相對比較穩定，此時(shí)應采取脫甲塔對化工廢水進(jìn)行處理，因為通過(guò)經(jīng)膜分離所得濃度的烴是可以用于加工的。除此之外，還可以利用聯(lián)合法對催化裂化干氣進(jìn)行預處理，它對廢水處理技術(shù)要求并不高，只需要增加一些基礎設備就可以，比如，增設除霧沫設備，通過(guò)該設備脫出重組分中液滴即可，膜技術(shù)特別適用于氫氣資源短缺時(shí)使用，同時(shí)聯(lián)合法工藝也是目前化工廢水處理膜技術(shù)的主要途徑。結束語(yǔ)
隨著(zhù)膜技術(shù)在化工廢水處理中的不斷應用，不僅提高了我國很多企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會(huì )收益，同時(shí)也是促進(jìn)我國國民經(jīng)濟可持續發(fā)展的關(guān)鍵。其中膜技術(shù)又分很多種方式主要有微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透、電滲析、聯(lián)合法工藝，這些方法在化工廢水處理過(guò)程中效果都非常顯著(zhù)，這些方法的應用在很大程度上減少了廢水對自然環(huán)境、人體健康的危害，從而推動(dòng)我國化工行業(yè)穩固、長(cháng)久發(fā)展。
