论文部分内容阅读
1.山东钢铁集团淄博张钢有限公司 山东 256400；2.淄博创成工程设计有限公司 山东 255000
【摘 要】随着环境问题的日益严峻，国家对水资源更加重视，膜分离技术开始广泛应用于各个方面，作为膜分离技术的核心部件分离膜，其需求量也越来越大。文中阐述了膜分离技术的基本原理和膜技术核心部件膜的分类，介绍了膜分离技术在化工污水处理中的应用。
【关键词】膜分离技术；化工污水；应用
近年来，化工污水处理越来越受到人们的关注，各种各样的污水处理技术及方法也层出不穷。在化工污水处理中应用较为常见，也较为重要的技术主要为除臭技术、膜技术等。膜技术为近几年刚刚发展起来并得到普遍应用的一种新型污水处理技术，该种技术在实质上表现为高效膜技术与统活性污泥法有机结合的一个系统，其在化工污水的处理中发挥着极为重要的作用。
一、膜的种类及膜分离技术的特点
膜的分类方法有很多种，就其结构膜可以分为对称膜、非对称膜及复合膜；依据其孔径的大小，可以分为微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜；根据材料的不同，分为无机膜与有机膜，无机膜主要包括陶瓷膜和金属膜；有机膜主要由聚醚砜类、含氟高分子类、纤维素类及其衍生物、聚酰胺类等材料制备而来。膜实际上也就是一种凝聚相物质，用于分离一两个流体相。对于膜而言，可以是气态、固态、液态等多种凝聚性形式。而且，膜可为一相，也可为复合相，但是对于复合相而言，相和膜相之间的相表面会有所差异，这主要是由于膜有多薄，都必须2个或2个以上界面，但是也正是由于这2个或2个以上界面，才可以发挥出膜分割流体物质的作用。其次，膜面积并没有明确的规定，可小可大，在流体相中，膜可以以独立形式存在，也可以在支持体的微孔中或者在载体表面依附。膜分离主要是由梯度差异（包括电位差、压力差、浓度差、分压差等）来推动，一般可将膜分离划分为以下3种形式：渗析式膜分离。这种膜分离形式的主要原理是在固体膜侧放置被处理的溶液，而在接纳渗析组分的溶液或者溶剂放置膜的另外一侧，然后通过电位差、浓度差等将料液中的一些离子或者溶质推动透过膜进入到接受液中，最后将其分离。电渗析、渗析是渗析式膜分离的主要形式；过滤式膜分离。这种膜分离方式的基本原理，就以溶液来讲解，在固体膜（也即是分离器）侧放置待处理的溶液，然后通过额外增加的压力或者自身形成压力差的推动下，部分物质会透过膜形成渗滤液，而没有通过膜的部分溶液也就会形成滤余液。如果是混合气体，最后可被分离成滤余气、渗滤气。因为待处理混合物质的组分物质存在一定差异，分子大小也会存在很大差异，因此这些物质透过膜的速率也会存在较大区别，这样就会导致残留的部分和透过部分的组分有所不同，最终分离组分。现阶段，过滤式膜分离的形式主要包括微滤、渗透、超滤以及气体渗透等；液膜分离。这种分离形式在分离的过程中，料液、接受液、液膜分别是第一液相、第二液相、第三液相，液膜介于接受液以及料液之间，这三个液相是相互独立的，并不能相互混合。液膜分离的过程实际上也是反萃取和萃取的有机结合，萃取就相当于溶质通过料液进入到液膜中。
二、膜技术的应用现状分析
在化工污水处理中应用膜技术的原理主要表现为在电势、压力、浓度梯度下，利用各种混合物各成分间渗透存在的差异性对混合物进行分离和提纯。目前，膜分离技术在污水理论中的应用已较为成熟，且使用范围不断扩大，各类化工污水处理均会应用到该种技术。应用该种技术时，如是处于常温状态下还可连续性地进行操作，在应用过程中不会产生二次污染。一般情况下，化工污水的化学及物理性质存在的特点均具有相似性，应用常规技术和方法对化工污水进行处理无法取得理想效果。应用膜技术对化工污水进行处理时，可有效弥补常规方法和技术中存在的不足，提高污水处理效果。化工污水处理均存在一定的适用条件和使用范围，因此在对污水进行处理的过程中仅应用单种膜技术往往无法取得理想的效果，因此需同时应用多种技术和方法进行处理，才能有效促进污水处理效果得到提高。
三、膜技术在化工污水处理中实际应用方法
（一）超滤膜技术
超滤膜技术的工作原理主要表现为对需要进行处理的化工污水进行分离、净化、浓缩，同时有机结合膜孔径实际大小，有效地将存在于污水中的颗粒进行分离。该种技术在化工、医药、食品等领域的污水处理中得到广泛应用。应用超滤膜技术不仅能够有效地将菌类、藻类等微生物进行清除，保证处理系统上不会存在微生物粘附现象，同时存在于其中的氧化剂还对微生物的繁殖具有良好的抑制作用。应用超滤膜技术对污水进行处理，还可有效降低污水浑浊度。在化工污水中通常均会含有较多杂质，这些杂质的存在对光线的投射产生一定阻碍作用，对污水的处理效果产生一定程度的影响。而应用超滤膜技术对污水进行处理时，可促进污水浑浊度得到有效降低，进而提高污水处理效果。
（二）微滤膜技术
微滤膜技术的工作原理主要体现为利用微孔精密过滤技术，将存在于污水中的细小细菌、固体颗粒等进行有效清除。该种技术具有良好的去污效果。现阶段，微滤膜技术被普遍应用于半导体污水处理中，该种技术在使用过程中不仅可大大降低微滤膜的生产成本，同时还可以有效促进污水处理过滤器所具有的反洗性得到有效提高。将微滤膜技术应用化工污水处理中时，可通过不同孔径可对污水进行分级过滤的功能来完成对化工污水进行一系统处理的工作。该种技术的应用具有较为理想的经济价值。
（三）反渗透技术
反渗透技术的工作原理主要体现为将水等作为溶剂对小分子、离子等物质机械牛截留，通过选择性的渗透方式将液体混合物进行分离，将存在于膜两侧的静压当做主要推动力，完成全部膜分离过程。该种技术主要是在造纸工业、食品工业、冶金工业等污水处理中得到普遍应用。反渗透技术在应用过程中主要分为三个步骤，具体为渗透、反渗透、渗透平衡。在渗透环节中，主要是借助半透膜将盐水和纯水进行分隔，纯水渗透到咸水中将盐水的浓度降低。在反渗透环节中，主要是借助半透膜将盐和纯水进行分隔，咸水渗透到纯水中。在渗透平衡环节中，主要是借助半透膜将盐水和纯水进行分隔，咸水、纯水双向渗透。
（四）电渗析技术
电渗析技术在实际应用过程中主要是借助水处理等膜分离设备来实现对污水进行一系统的处理。该种技术的应用充分利用了膜所具有的选择透水性特点，在直流电场环境中，借助外加直流电场作用，对阳离子、阴离子的通过进行有效控制，进而保证部分离子可顺利地渗透到另一个水域中，进而实现将水浓度淡化的目的。
（五）纳滤膜技术
纳滤膜技术的应用可有效地对反渗透膜技术、超滤膜技术应用过程中存在的相关缺陷进行弥补。在对化工污水进行处理的过程中，纳滤膜技术可有效将污水处理过程中存在的硬度、色度、异味等影响进行解除。例如在食品加工过程中所涉及到的解除杂质、脱色、浓缩等生产环节中，可充分利用纳滤来实现酵母生。在这个过程中需要应用到纳滤膜技术将存在于发酵液中的有机酸进行回收和利用。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中。
在对化工污水进行处理的过程中通常均有一定的要求，存在差异性的各种化工污水仅仅使用单模技术方式往往无法到达污水处理的相关标准和要求。因此，在对化工污水进行处理的过程中，应根据实际情况有机结合诸多种膜技术对污水进行处理。只有这样才能充分利用各种技术中存在的优点，促进该种技术的应用价值得到充分体现，进而提高化工污水处理的效果。
参考文献：
[1]周子琛.探析废水处理中膜分离技术的应用[J].环境与生活，2014，06
[2]宋伟杰，杭晓风，万印华.膜技术在化工废水处理中的应用[J].中国工程科学，2014，12
[3]娄晓祎，肖冬雪，方长玲，柳建设.印染废水处理中膜分离技术的应用[A].中国环境科学学会、四川大学.2014中国环境科学学会学术年会论文集（第五章）[C].中国环境科学学会、四川大学：，2014：3
【摘 要】随着环境问题的日益严峻，国家对水资源更加重视，膜分离技术开始广泛应用于各个方面，作为膜分离技术的核心部件分离膜，其需求量也越来越大。文中阐述了膜分离技术的基本原理和膜技术核心部件膜的分类，介绍了膜分离技术在化工污水处理中的应用。
【关键词】膜分离技术；化工污水；应用
近年来，化工污水处理越来越受到人们的关注，各种各样的污水处理技术及方法也层出不穷。在化工污水处理中应用较为常见，也较为重要的技术主要为除臭技术、膜技术等。膜技术为近几年刚刚发展起来并得到普遍应用的一种新型污水处理技术，该种技术在实质上表现为高效膜技术与统活性污泥法有机结合的一个系统，其在化工污水的处理中发挥着极为重要的作用。
一、膜的种类及膜分离技术的特点
膜的分类方法有很多种，就其结构膜可以分为对称膜、非对称膜及复合膜；依据其孔径的大小，可以分为微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜；根据材料的不同，分为无机膜与有机膜，无机膜主要包括陶瓷膜和金属膜；有机膜主要由聚醚砜类、含氟高分子类、纤维素类及其衍生物、聚酰胺类等材料制备而来。膜实际上也就是一种凝聚相物质，用于分离一两个流体相。对于膜而言，可以是气态、固态、液态等多种凝聚性形式。而且，膜可为一相，也可为复合相，但是对于复合相而言，相和膜相之间的相表面会有所差异，这主要是由于膜有多薄，都必须2个或2个以上界面，但是也正是由于这2个或2个以上界面，才可以发挥出膜分割流体物质的作用。其次，膜面积并没有明确的规定，可小可大，在流体相中，膜可以以独立形式存在，也可以在支持体的微孔中或者在载体表面依附。膜分离主要是由梯度差异（包括电位差、压力差、浓度差、分压差等）来推动，一般可将膜分离划分为以下3种形式：渗析式膜分离。这种膜分离形式的主要原理是在固体膜侧放置被处理的溶液，而在接纳渗析组分的溶液或者溶剂放置膜的另外一侧，然后通过电位差、浓度差等将料液中的一些离子或者溶质推动透过膜进入到接受液中，最后将其分离。电渗析、渗析是渗析式膜分离的主要形式；过滤式膜分离。这种膜分离方式的基本原理，就以溶液来讲解，在固体膜（也即是分离器）侧放置待处理的溶液，然后通过额外增加的压力或者自身形成压力差的推动下，部分物质会透过膜形成渗滤液，而没有通过膜的部分溶液也就会形成滤余液。如果是混合气体，最后可被分离成滤余气、渗滤气。因为待处理混合物质的组分物质存在一定差异，分子大小也会存在很大差异，因此这些物质透过膜的速率也会存在较大区别，这样就会导致残留的部分和透过部分的组分有所不同，最终分离组分。现阶段，过滤式膜分离的形式主要包括微滤、渗透、超滤以及气体渗透等；液膜分离。这种分离形式在分离的过程中，料液、接受液、液膜分别是第一液相、第二液相、第三液相，液膜介于接受液以及料液之间，这三个液相是相互独立的，并不能相互混合。液膜分离的过程实际上也是反萃取和萃取的有机结合，萃取就相当于溶质通过料液进入到液膜中。
二、膜技术的应用现状分析
在化工污水处理中应用膜技术的原理主要表现为在电势、压力、浓度梯度下，利用各种混合物各成分间渗透存在的差异性对混合物进行分离和提纯。目前，膜分离技术在污水理论中的应用已较为成熟，且使用范围不断扩大，各类化工污水处理均会应用到该种技术。应用该种技术时，如是处于常温状态下还可连续性地进行操作，在应用过程中不会产生二次污染。一般情况下，化工污水的化学及物理性质存在的特点均具有相似性，应用常规技术和方法对化工污水进行处理无法取得理想效果。应用膜技术对化工污水进行处理时，可有效弥补常规方法和技术中存在的不足，提高污水处理效果。化工污水处理均存在一定的适用条件和使用范围，因此在对污水进行处理的过程中仅应用单种膜技术往往无法取得理想的效果，因此需同时应用多种技术和方法进行处理，才能有效促进污水处理效果得到提高。
三、膜技术在化工污水处理中实际应用方法
（一）超滤膜技术
超滤膜技术的工作原理主要表现为对需要进行处理的化工污水进行分离、净化、浓缩，同时有机结合膜孔径实际大小，有效地将存在于污水中的颗粒进行分离。该种技术在化工、医药、食品等领域的污水处理中得到广泛应用。应用超滤膜技术不仅能够有效地将菌类、藻类等微生物进行清除，保证处理系统上不会存在微生物粘附现象，同时存在于其中的氧化剂还对微生物的繁殖具有良好的抑制作用。应用超滤膜技术对污水进行处理，还可有效降低污水浑浊度。在化工污水中通常均会含有较多杂质，这些杂质的存在对光线的投射产生一定阻碍作用，对污水的处理效果产生一定程度的影响。而应用超滤膜技术对污水进行处理时，可促进污水浑浊度得到有效降低，进而提高污水处理效果。
（二）微滤膜技术
微滤膜技术的工作原理主要体现为利用微孔精密过滤技术，将存在于污水中的细小细菌、固体颗粒等进行有效清除。该种技术具有良好的去污效果。现阶段，微滤膜技术被普遍应用于半导体污水处理中，该种技术在使用过程中不仅可大大降低微滤膜的生产成本，同时还可以有效促进污水处理过滤器所具有的反洗性得到有效提高。将微滤膜技术应用化工污水处理中时，可通过不同孔径可对污水进行分级过滤的功能来完成对化工污水进行一系统处理的工作。该种技术的应用具有较为理想的经济价值。
（三）反渗透技术
反渗透技术的工作原理主要体现为将水等作为溶剂对小分子、离子等物质机械牛截留，通过选择性的渗透方式将液体混合物进行分离，将存在于膜两侧的静压当做主要推动力，完成全部膜分离过程。该种技术主要是在造纸工业、食品工业、冶金工业等污水处理中得到普遍应用。反渗透技术在应用过程中主要分为三个步骤，具体为渗透、反渗透、渗透平衡。在渗透环节中，主要是借助半透膜将盐水和纯水进行分隔，纯水渗透到咸水中将盐水的浓度降低。在反渗透环节中，主要是借助半透膜将盐和纯水进行分隔，咸水渗透到纯水中。在渗透平衡环节中，主要是借助半透膜将盐水和纯水进行分隔，咸水、纯水双向渗透。
（四）电渗析技术
电渗析技术在实际应用过程中主要是借助水处理等膜分离设备来实现对污水进行一系统的处理。该种技术的应用充分利用了膜所具有的选择透水性特点，在直流电场环境中，借助外加直流电场作用，对阳离子、阴离子的通过进行有效控制，进而保证部分离子可顺利地渗透到另一个水域中，进而实现将水浓度淡化的目的。
（五）纳滤膜技术
纳滤膜技术的应用可有效地对反渗透膜技术、超滤膜技术应用过程中存在的相关缺陷进行弥补。在对化工污水进行处理的过程中，纳滤膜技术可有效将污水处理过程中存在的硬度、色度、异味等影响进行解除。例如在食品加工过程中所涉及到的解除杂质、脱色、浓缩等生产环节中，可充分利用纳滤来实现酵母生。在这个过程中需要应用到纳滤膜技术将存在于发酵液中的有机酸进行回收和利用。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中。
在对化工污水进行处理的过程中通常均有一定的要求，存在差异性的各种化工污水仅仅使用单模技术方式往往无法到达污水处理的相关标准和要求。因此，在对化工污水进行处理的过程中，应根据实际情况有机结合诸多种膜技术对污水进行处理。只有这样才能充分利用各种技术中存在的优点，促进该种技术的应用价值得到充分体现，进而提高化工污水处理的效果。
参考文献：
[1]周子琛.探析废水处理中膜分离技术的应用[J].环境与生活，2014，06
[2]宋伟杰，杭晓风，万印华.膜技术在化工废水处理中的应用[J].中国工程科学，2014，12
[3]娄晓祎，肖冬雪，方长玲，柳建设.印染废水处理中膜分离技术的应用[A].中国环境科学学会、四川大学.2014中国环境科学学会学术年会论文集（第五章）[C].中国环境科学学会、四川大学：，2014：3