论文部分内容阅读
摘要：膜分离技术主要利用了膜的选择通过性，是一种物理过程。膜分离技术作为一种新的分离技术被迅速发展开来，经过不断地发展，在多个行业中得以广泛运用。膜分离技术是一种新型的清洁生产技术，它不仅在操作工艺上相对简单，更是一种绿色环保的分离净化技术，不仅能将工业废水得以很好的净化，又能将工业废水中的有用物质进行回收。因此在我国的工业废水处理中，膜分离技术发挥着重要的作用。
关键词：膜分离技术；工业废水处理；应用
1膜分离技术概述
膜分离技术是不同粒径大小的混合物通过膜时，在外界条件或化学位差为推动力的情况下发生的混合物的分离、提纯和浓缩的技术。膜分离技术完全不同与传统的过滤，膜分离是一种物理过程，膜可以在分子范围内进行分离，不需要添加任何分离剂。由于混合物不同的物理性质如体积、质量、几何形状等，可使用膜分离技术使混合物得以分离，并且由于其通过分离膜有不同的速度，也可以依据此将其分离。膜分离技术具在有常温下操纵、选择性好、高效节能、无化学变化、无相态变化、在生产过程中不产生污染等众多特点，因此膜分离技术被广泛应用于生物制药、发酵、植物提取、饮用水净化、废水处理、化工、除菌等多个领域。
2膜分离技术在工业废水处理中的应用特点
（1）经过膜分离技术处理的水质量好。新型的膜分离技术在处理微米级的物质的基础上，已经达到了处理纳米级物质的程度。因此目前的膜分离技术可以将工业水中的毒性、色度及嗅味等进行去除的同时，还能去除工业水中的细菌、病毒等。（2）膜分离技术在分离过程中产生的能源消耗相对较低。传统的分离技术，在进行工业水处理过程中，基本与吸附、吸收、萃取等过程相像，而膜分离技术在进行工业水处理过程中不会发生任何相变，对于在相变过程中所产生的能耗，膜分离技术会相对较低。其次，膜分离技术一般是在低温的环境下进行水分离，所以被分离出来的物质的冷却或者加热所产生的能量损耗就相对较低。（3）膜分离技术分离出的工业水水质较为稳定。这是由于膜分离技术设备自身携带的运动部件、工作环境、日常维护都属于相对稳定的状态，操作性简单和可靠度高也是膜分离技术能够可靠稳定分离水的技术保障，尤其是膜材料的选择决定了水质的好坏。（4）所用面积较少且绿色环保。膜分离技术与传统的分离技术相比，在工作效率相对较高，一般在正常作业时，常用的设备占地面积相对较小，因为膜分离技术能将自身所具有的生产工艺进行直接灌输，在生产线上不需要发生多大改变；在化学用药上，膜分离技术与传统的分离技术相比，技术含量较高，膜分离技术在进行工业水处理时，不用添加任何化学药剂，这一点，与我国倡导的绿色环保生产技术相互吻合，避免了化学污染。
3膜分离技术在工业废水处理中的具体应用
3.1重金属废水处理中的应用
在冶金、电镀、电子、化工和矿山工业生产过程中都会产生大量的重金属废水，这些重金属废水包含铅、镍、铜、铬和镉等金属离子，如果不经处理而排放会给周围环境带来严重危害，通过膜分离技术可以对废水中的重金属离子进行分离、富集和浓缩，这样不仅能使废水达到排放标准，同时还能对废水中有用的物质进行回收再利用。例如可以使用纳滤膜技术对含重金属废水进行处理。纳滤膜技术可以使清洗水中的重金属离子的含量缩小到原来的1/10左右，而且还可以在浓缩的同时回收90%以上的清洗废水，使废水变得纯净，再次利用。除此之外，浓缩后的重金属还可以再次回收利用，使价值翻倍，在条件允许的情况下，溶液中的其它不同的金属纳滤膜技术也可以分离。
3.2含酚废水和染料废水处理中的应用
在含酚废水和染料废水等工业水处理中，膜分离技术得到了广泛的应用。有以表面活性剂为内相试剂作为溶液处理硝基甲苯废水的技术；有使用液膜的方法处理高浓度含酚废水的技术，除酚率可以达到99.98%；有对含盐的高浓度的硝基甲苯的工业废水进行膜分离技术处理的，去除率达到99.6%；有采用液膜体系进行废水处理，经过乳液低电压破乳后得到浓缩的氨基酸，达到综合利用的目的的技术；有使用膜处理技术，以表面活性剂、溶剂油为萃取剂，得到内相试剂，最终进行硝基苯胺工业废水进行处理的技术。
3.3含油废水处理中的应用
在石化行业以及机械行业中，其产生的含油废水形式主要包括分散油、漂浮油和乳化油这三种，其中，分离难度最大莫过于乳化油。用化学法或电解破乳使油粒凝聚的费用较高，而超滤就不需要破乳直接可将油水分离，特别适用于高浓度乳化油的处理和回收。在对乳化油废水处理的过程中，会用到超滤技术，这是因为超滤膜可以完全阻止油粒子的通过，而超滤膜却能允许活性剂的透过，随着浓度的增加，油粒子可以不断粗粒化，然后成为漂浮油，就会浮在液面上，再用撇油装置将其完全撇除。另外，在开采石油和炼制的过程中，产生的废水含有多种无机盐以及有机物等等，成分十分复杂。采用纳滤膜技术可将原油产生的废水分离成无油的盐水相以及富油的水相，接下来在新鲜的供水中加入富油相，然后再进行洗油工作，这样既可以节约水资源，又可以回收原油。
3.4造纸废水处理中的应用
造纸废水是指造纸工业生产中产生的废水，这些废水来源于制漿过程中蒸煮产生的废水、洗涤废水、漂白废水纸机白水等。造纸废水的成分复杂，含有大量的悬浮物、COD、BOD和有毒物质，可生化性差，属于比较难处理的工业废水。对造纸废水的处理方法主要有气浮或沉淀法、生化和物化相结合的方法、污泥处置以及综合利用等。例如，利用膜生物反应器对造纸废水处理，发现与传统的活性淤泥法、生物接触氧化法比较处理效果更明显。在相同的废水流速和水力停留时间下，随着污泥浓度的增加，CODCr的去除率也随之增加，当污泥浓度在6000mg/L时，膜生物反应器出水CODCr可降至100mg/L，这是普通生物方法无法比拟的。
4结束语
膜分离技术是一种被广泛使用的高新技术，作为促进和保障工业发展的关键技术之一，膜技术的分离效率高、节能环保、操作简单的优点，使其具有较大的发展潜力，在各类工业废水中能够根据具体情况进行相应的预处理，今后应在膜组件、工艺设计等方面加大研究力度，不断深入改善制膜制造工艺，改进膜的技术，使膜分离技术在工业废水处理中发挥的作用更加巨大。
参考文献：
[1]膜分离技术在水处理中的研究及应用进展[J].简武，冯玮隽，沈玲玲.绿色科技.2012（03）.
[2]水处理过程中膜分离技术的应用实践探究[J].马振杰.质量探索.2016（05）.
[3]膜分离技术在制糖工业中的应用研究进展[J].黄玭，张若璇，杭方学，陆海勤，李凯.中国调味品.2017（04）.
[4]关于饮水安全中膜处理技术的应用分析[J].张东兴.水利建设与管理.2016（02）.
（作者单位：内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司）
关键词：膜分离技术；工业废水处理；应用
1膜分离技术概述
膜分离技术是不同粒径大小的混合物通过膜时，在外界条件或化学位差为推动力的情况下发生的混合物的分离、提纯和浓缩的技术。膜分离技术完全不同与传统的过滤，膜分离是一种物理过程，膜可以在分子范围内进行分离，不需要添加任何分离剂。由于混合物不同的物理性质如体积、质量、几何形状等，可使用膜分离技术使混合物得以分离，并且由于其通过分离膜有不同的速度，也可以依据此将其分离。膜分离技术具在有常温下操纵、选择性好、高效节能、无化学变化、无相态变化、在生产过程中不产生污染等众多特点，因此膜分离技术被广泛应用于生物制药、发酵、植物提取、饮用水净化、废水处理、化工、除菌等多个领域。
2膜分离技术在工业废水处理中的应用特点
（1）经过膜分离技术处理的水质量好。新型的膜分离技术在处理微米级的物质的基础上，已经达到了处理纳米级物质的程度。因此目前的膜分离技术可以将工业水中的毒性、色度及嗅味等进行去除的同时，还能去除工业水中的细菌、病毒等。（2）膜分离技术在分离过程中产生的能源消耗相对较低。传统的分离技术，在进行工业水处理过程中，基本与吸附、吸收、萃取等过程相像，而膜分离技术在进行工业水处理过程中不会发生任何相变，对于在相变过程中所产生的能耗，膜分离技术会相对较低。其次，膜分离技术一般是在低温的环境下进行水分离，所以被分离出来的物质的冷却或者加热所产生的能量损耗就相对较低。（3）膜分离技术分离出的工业水水质较为稳定。这是由于膜分离技术设备自身携带的运动部件、工作环境、日常维护都属于相对稳定的状态，操作性简单和可靠度高也是膜分离技术能够可靠稳定分离水的技术保障，尤其是膜材料的选择决定了水质的好坏。（4）所用面积较少且绿色环保。膜分离技术与传统的分离技术相比，在工作效率相对较高，一般在正常作业时，常用的设备占地面积相对较小，因为膜分离技术能将自身所具有的生产工艺进行直接灌输，在生产线上不需要发生多大改变；在化学用药上，膜分离技术与传统的分离技术相比，技术含量较高，膜分离技术在进行工业水处理时，不用添加任何化学药剂，这一点，与我国倡导的绿色环保生产技术相互吻合，避免了化学污染。
3膜分离技术在工业废水处理中的具体应用
3.1重金属废水处理中的应用
在冶金、电镀、电子、化工和矿山工业生产过程中都会产生大量的重金属废水，这些重金属废水包含铅、镍、铜、铬和镉等金属离子，如果不经处理而排放会给周围环境带来严重危害，通过膜分离技术可以对废水中的重金属离子进行分离、富集和浓缩，这样不仅能使废水达到排放标准，同时还能对废水中有用的物质进行回收再利用。例如可以使用纳滤膜技术对含重金属废水进行处理。纳滤膜技术可以使清洗水中的重金属离子的含量缩小到原来的1/10左右，而且还可以在浓缩的同时回收90%以上的清洗废水，使废水变得纯净，再次利用。除此之外，浓缩后的重金属还可以再次回收利用，使价值翻倍，在条件允许的情况下，溶液中的其它不同的金属纳滤膜技术也可以分离。
3.2含酚废水和染料废水处理中的应用
在含酚废水和染料废水等工业水处理中，膜分离技术得到了广泛的应用。有以表面活性剂为内相试剂作为溶液处理硝基甲苯废水的技术；有使用液膜的方法处理高浓度含酚废水的技术，除酚率可以达到99.98%；有对含盐的高浓度的硝基甲苯的工业废水进行膜分离技术处理的，去除率达到99.6%；有采用液膜体系进行废水处理，经过乳液低电压破乳后得到浓缩的氨基酸，达到综合利用的目的的技术；有使用膜处理技术，以表面活性剂、溶剂油为萃取剂，得到内相试剂，最终进行硝基苯胺工业废水进行处理的技术。
3.3含油废水处理中的应用
在石化行业以及机械行业中，其产生的含油废水形式主要包括分散油、漂浮油和乳化油这三种，其中，分离难度最大莫过于乳化油。用化学法或电解破乳使油粒凝聚的费用较高，而超滤就不需要破乳直接可将油水分离，特别适用于高浓度乳化油的处理和回收。在对乳化油废水处理的过程中，会用到超滤技术，这是因为超滤膜可以完全阻止油粒子的通过，而超滤膜却能允许活性剂的透过，随着浓度的增加，油粒子可以不断粗粒化，然后成为漂浮油，就会浮在液面上，再用撇油装置将其完全撇除。另外，在开采石油和炼制的过程中，产生的废水含有多种无机盐以及有机物等等，成分十分复杂。采用纳滤膜技术可将原油产生的废水分离成无油的盐水相以及富油的水相，接下来在新鲜的供水中加入富油相，然后再进行洗油工作，这样既可以节约水资源，又可以回收原油。
3.4造纸废水处理中的应用
造纸废水是指造纸工业生产中产生的废水，这些废水来源于制漿过程中蒸煮产生的废水、洗涤废水、漂白废水纸机白水等。造纸废水的成分复杂，含有大量的悬浮物、COD、BOD和有毒物质，可生化性差，属于比较难处理的工业废水。对造纸废水的处理方法主要有气浮或沉淀法、生化和物化相结合的方法、污泥处置以及综合利用等。例如，利用膜生物反应器对造纸废水处理，发现与传统的活性淤泥法、生物接触氧化法比较处理效果更明显。在相同的废水流速和水力停留时间下，随着污泥浓度的增加，CODCr的去除率也随之增加，当污泥浓度在6000mg/L时，膜生物反应器出水CODCr可降至100mg/L，这是普通生物方法无法比拟的。
4结束语
膜分离技术是一种被广泛使用的高新技术，作为促进和保障工业发展的关键技术之一，膜技术的分离效率高、节能环保、操作简单的优点，使其具有较大的发展潜力，在各类工业废水中能够根据具体情况进行相应的预处理，今后应在膜组件、工艺设计等方面加大研究力度，不断深入改善制膜制造工艺，改进膜的技术，使膜分离技术在工业废水处理中发挥的作用更加巨大。
参考文献：
[1]膜分离技术在水处理中的研究及应用进展[J].简武，冯玮隽，沈玲玲.绿色科技.2012（03）.
[2]水处理过程中膜分离技术的应用实践探究[J].马振杰.质量探索.2016（05）.
[3]膜分离技术在制糖工业中的应用研究进展[J].黄玭，张若璇，杭方学，陆海勤，李凯.中国调味品.2017（04）.
[4]关于饮水安全中膜处理技术的应用分析[J].张东兴.水利建设与管理.2016（02）.
（作者单位：内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司）