膜技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理過(guò)程中的應用

摘要：水是人們生活中必不可少的重要資源。在以往的工業(yè)發(fā)展中，長(cháng)期實(shí)施粗放式廢水處理方法，其具有排放量大、利用率低的特點(diǎn)，排放中還會(huì )有眾多毒害物質(zhì)對水資源造成污染?；诖?，本文將分析工業(yè)廢水深度處理概念，探究膜技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理中的應用，旨在提高水資源利用率，廣泛推行回用水政策。

前言

隨著(zhù)工業(yè)的不斷發(fā)展，盡管為人們的生活帶來(lái)了越來(lái)越多的便利，但是隨之出現的工業(yè)廢水也加重了環(huán)境污染。人們的生活質(zhì)量不斷提高，工業(yè)廢水污染問(wèn)題也引起了人們的廣泛重視，可以使用膜技術(shù)，通過(guò)將不同料液進(jìn)行分離、純化、濃縮，其主要依據孔徑不同分為微濾、超濾、納濾、反滲透膜，在深度處理工業(yè)廢水中具有廣泛的應用價(jià)值[1]。

一、膜技術(shù)要點(diǎn)

膜技術(shù)，又稱(chēng)膜分離技術(shù)，是以高分子分離膜為基礎的新型流體分離單元操作技術(shù)，其特點(diǎn)在于分離時(shí)不存在向的變化，僅僅通過(guò)壓力作用實(shí)現分離效果，是當下節能高效的分離技術(shù)。膜技術(shù)可利用半透膜將廢水中的溶劑或溶質(zhì)分離出去，常見(jiàn)的膜技術(shù)包括微濾、超濾、納濾以及反滲透等。

1.微濾

微濾是一種精密過(guò)濾法，利用流體壓力差，將大分子溶質(zhì)或微粒進(jìn)行截留，而小分子溶質(zhì)或粒子可通過(guò)膜，一般可截留溶液中的黏土、淤泥以及砂礫等顆粒，還可截留藻類(lèi)、隱孢子蟲(chóng)、賈第蟲(chóng)等。微濾主要有錯流過(guò)濾和死端過(guò)濾兩種方式，其中，錯流過(guò)濾適用于大規模應用，對于懸浮粒子的濃度、大小變化不敏感，但是膜要經(jīng)常清洗，死端過(guò)濾則適用于小范圍處理，膜通常制為一次性濾芯。

2.超濾

超濾是利用壓差推動(dòng)力實(shí)現的篩孔分離，膜孔徑范圍在1nm~0.055m范圍內，起初使用的超濾膜為動(dòng)物臟器薄膜，后經(jīng)過(guò)工業(yè)應用發(fā)展，現可使用非對稱(chēng)膜，表皮層更薄，所以操作壓力更小，普遍在0.1~0.5MPa之間，膜的水透通量大約在0.5~5.0m（m.m）。實(shí)際廢水處理時(shí)，超濾膜的性能實(shí)現并不僅僅為篩分理論，其材料的表面化學(xué)特性也起到了重要作用，所以可認為超濾膜分離特性是化學(xué)性質(zhì)與膜孔徑共同決定的。

3.納濾膜

納濾膜分離并不會(huì )對生物活性造成破壞，也沒(méi)有化學(xué)反應和相變，能夠有效截留相對分子質(zhì)量高于200的有機小分子和高價(jià)離子，并分離蛋白質(zhì)和同類(lèi)氨基酸，實(shí)現分離低分子量和高分子量，成本相對較低，能夠廣泛運用于冶金、生化、環(huán)保、醫藥、化工等領(lǐng)域中。

4.反滲透膜

反滲透膜分離過(guò)程可有效去除有機小分子雜質(zhì)和無(wú)機鹽，操作便捷，裝備簡(jiǎn)單，更容易實(shí)現自動(dòng)化，由于其分離過(guò)程是出于高壓狀態(tài)下，所以應配置耐高壓管路和高壓泵，與此同時(shí)，反滲透分離膜裝置也有著(zhù)較高的進(jìn)水指標，應預處理原水，隨后進(jìn)行分離，為了避免發(fā)生膜污染，可定期對膜進(jìn)行清洗。

二、膜技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理過(guò)程中的應用

1.造紙廢水處理深度中的應用

通過(guò)實(shí)驗，利用反滲透微濾膜裝置處理造紙廢水，造紙廢水中含有-為1085.32mg/L，為785.9mg/L，為12.5mg/L，為13.10mg/L，COD為256mg/L，電導率約為4.8μs/cm，TDS為2410mg/L，鐵為1.05mg/L，為26.28mg/L，TOC為100mg/L，通過(guò)實(shí)驗確定了反滲透膜裝置最佳工作壓力是2MPa，最佳進(jìn)水量則是70l/h，以此為標準得到了較好的廢水去除效果，色度從原有的棕黃色變成透明，造紙廢水中存在的發(fā)色基團去除成功，電導率低于2μS/cm，而TDS低于35mg/L，脫鹽率達到了98%以上，TOC去除率在99%以上，平均濁度是0.2NTU，去除率在99%，各項指標表明了反滲透與微濾膜技術(shù)相結合對于造紙廢水深度處理具有良好的效果[4]。另外，使用納濾技術(shù)處理此水質(zhì)，得出最佳工作壓力是1 MPa，最佳進(jìn)水量則是60 l/h，在經(jīng)過(guò)微濾與納濾相結合處理后，平均電導率是3.56 μS/cm，脫鹽率為37.9%，TDS平均在17315mg/L，其去除率在35%以下，TOC值在5.27 mg/L，去除率是95%，濁度值平均為0.2 NTU，相較于反滲透與微濾裝置深度處理而言，納濾膜技術(shù)滲處理能力較差，情況允許應當使用反滲透與微濾裝置處理造紙廢水。

2.冶金廢水深度處理中的應用

重金屬離子廢水對于環(huán)境具有較為嚴重的影響，想要對其進(jìn)行深度處理，則需要使用膜分離技術(shù)，通過(guò)超濾膜與反滲透膜的結合，能夠有效保證其出水達到鍋爐用水標準。通過(guò)實(shí)驗，利用V1072-35-PMC膜組件處理冶金廢水，水質(zhì)SDI數值小于20，濁度在14.1NTU-17.1NTU之間，含鐵量大于5mg/L，余氯為800mg/L左右，COD約為50mg/L，PH值8，利用超濾膜裝置進(jìn)行處理，過(guò)濾周期時(shí)間越長(cháng)，則凈水量正價(jià)越多，失水率劍俠。但是，時(shí)間過(guò)長(cháng)則會(huì )影響超濾膜的滲透速率。經(jīng)過(guò)超濾膜處理后，水渾濁度在14.1-17.2NTU之間時(shí)，出水渾濁度小于1.0NTU，去濁率達到了95%，由此說(shuō)明了超濾膜具有較好的深度處理冶金廢水的效果。SDI是水中顆粒、膠體等能夠堵塞水純化設備的含量，作為水質(zhì)指標的重要參數，在此次實(shí)驗中，通過(guò)反滲透膜技術(shù)，保證DSI穩定在3以下。而水中含有游離氯會(huì )對反滲透膜造成損壞，可以在反滲透之前將其除去，余氯在1000mg/L左右時(shí)，出水余氯在0.35mg/L左右，余氯的去除率高達99%，滿(mǎn)足反滲透需求。

3.皮革工業(yè)廢水深度處理中的應用

皮革工業(yè)每年將會(huì )排放超過(guò)1億噸的廢水，在全國廢水排放中占據極大的比例，其中含有較多的堿性物質(zhì)，耗氧高、色度濃、懸浮物多，還存在較多的硫化物等有毒物質(zhì)。因此，需要對其皮革廢水進(jìn)行深度處理，可以使用超濾與反滲透雙膜技術(shù)，實(shí)現回用生產(chǎn)水，減少廢水排放。通過(guò)實(shí)驗，皮革廢水在實(shí)驗前水質(zhì)PH值為7，濁度在45NTU，COD約為240mg/L，電導率為10800μS/cm，色度為140，小于0.1 mg/L，氨氮含量為55 mg/L，硬度約為314 mg/L，硫酸鹽小于1500 mg/L，經(jīng)過(guò)預處理后皮革廢水通過(guò)超濾系統，將水中大分子膠體、微生物等去除，再經(jīng)過(guò)反滲透系統過(guò)濾。超濾處理后濁度平均值在0.4 NTU，COD去除率大于24%，SDI值低于3，后經(jīng)反滲透處理，電導率為312μS/cm，脫鹽率達到了94%，COD在5-18 mg/L之間，COD去除率達到90%以上，PH值是6，氨氮濃度小于8 mg/L，通過(guò)實(shí)驗結果，可以了解到在皮革工業(yè)廢水深度處理中，可以使用超濾與反滲透雙膜技術(shù)，達到了水質(zhì)回用標準。

4.化工工業(yè)廢水深度處理中的應用

化工工業(yè)廢水在經(jīng)過(guò)生化、物理等處理后，可以將其中的大部分易沉淀、易生化降解直至消除。但是，粗糙的處理方式并不能將其中存在的油類(lèi)、懸浮物等全部去除，若是直接將其排放，則會(huì )造成水體污染。因此，需要將化工污水進(jìn)行深度處理，便于回用生產(chǎn)，對于水資源日益減少的今天具有重要的意義。而對于化工深度處理技術(shù)，可以使用陶瓷微濾膜裝置，具有良好的過(guò)濾效果。通過(guò)實(shí)驗，使用陶瓷微濾膜，化工水質(zhì)PH值為7.25，濁度在150NTU，COD約為75.8mg/L，電導率為3410μS/cm，油類(lèi)含量為10.21 mg/L，固體懸浮物為55 mg/L，含量為361.8 mg/L，含量為231.5 mg/L，經(jīng)過(guò)陶瓷微濾膜裝置過(guò)濾后，可以了解到運行壓力增大，則膜通量增加，但是降低了出水水質(zhì)，其去油率達到80%，COD去除率達到60%，但是不能將化工中溶解性物質(zhì)去除，還需要另外使用其他裝置增加化工工業(yè)廢水深度處理的效率。