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摘要：现今，人们的环保意识逐渐增强，国家也对废水深度处理及回用提出了更高的要求。膜分离技术作为污水深度处理及回用中的一项重要技术，受到了越来越多的人的关注。本文先介绍了膜技术的分类及其应用领域，接着联系现实，重点介绍了膜分离技术在造纸、印染、电镀、半导体等行业废水深度处理及其回用中的应用情况。
关键词：膜分離技术；废水深度处理及回用；应用方法；环境保护
虽然我国水资源总量的排名占到了世界第6位，但淡水量却只占世界总淡水量的7%，是一个非常缺乏水资源的国家，是十二个贫水国家中的一个。因此，开发行之有效的污水深度处理及回用技术对促进生态可持续发展与工业可持续发展尤为重要，其现实意义也是极其重要的。
20世纪60年代，兴起了一种新的废水深度处理技术--膜分离技术，它利用一种具有选择透过性的薄膜材料，对废水中的物质进行分离、提纯和浓缩。传统过滤技术与此薄膜技术的不同在于，薄膜技术可以在分子范围内进行分离，而且是一个纯物理的变化过程，具有节约能源、无相变、设备占地面积小等优点。在膜分离过程中，通过施加一定压力，水中质量不同的各种成分在流经膜表面时，水、溶解性固体（无机盐）和低分子溶质就能够透过薄膜，其他大颗粒杂质和高分子溶质则不能通过膜而被截留，从而对废水中的不同组份进行分离和浓缩，达到废水深度处理及回用的目的。
1 膜技术分类
薄膜技术分为纳滤膜（NF）、超滤膜（UF）、微滤膜（MF）和反渗透膜（RO）等，分类的根据是薄膜的孔径或者薄膜的过滤精度
1.1 微滤膜技术
微滤膜技术利用的原理是薄膜的筛分原理，在压力的驱动下，微滤膜会截留直径在0.1～1之间的微小颗粒，如悬浮物、大分子胶体等物质。微滤膜的特点是分离效率高、过滤精度高、可靠性很好，被广泛应用于医药行业的废水处理、食品行业如白酒的过滤和饮用水的处理、地表水藻类和颗粒杂质的去除、或者为纳滤技术和反渗透技术等膜分离技术做预处理等。
1.2 超滤膜技术
超滤膜孔径的范围在0.01～0.1微米，一般来说超滤过程可以看做是和膜孔径大小相关的筛分过程，是一种处理精度介于微滤技术和纳滤技术之间的一种处理技术。超滤技术的过滤介质是超滤膜，它的驱动力是薄膜两侧的压力差。在施加一定压力作为驱动力以后，污水会流过膜表面，强行让水分子和比膜孔径小的小分子物质通过，并将大分子物质和有机物等截留在薄膜的另一侧这些大分子物质包括蛋白质、细菌、胶体、悬浮固体等，以此来达到净化和分离污水的目的。
1.3纳滤膜技术
纳滤技术是一种不同于超滤技术和反渗透技术的一种新技术，因为它已经从反渗透技术中分离出来。纳滤膜的孔径只有几纳米，它会截留出分子量在80-1000范围的大分子物质，被广泛应用在海水淡化工程、超纯水制造、食品工业污水处理、环境保护等众多领域。
1.4反渗透技术
反渗透技术是一种能够从溶液中分离出溶剂的新型污水处理技术，反渗透过程的推动力同样是薄膜两侧的压力差。运用该技术时，在薄膜的一侧施加大于渗透压的压力后，溶剂就会逆着自然渗透的方向作反向渗透，就会在薄膜的高压侧得到经过浓缩的溶液，即浓缩液；低压侧就会得到渗透过溶剂，即渗透液。污水中的各种胶体物质、无机离子等大分子溶质会被反渗透膜截留下来，从而获得纯净的水。海水和苦咸水的淡化处理、锅炉用水软化和废水深度处理及回用等众多领域都已经开始运用反渗透膜技术。
2 膜技术在废水深度处理及其回用中的应用
2.1 造纸废水深度处理及回用
量大、COD含量高、纤维悬浮物较多、而且含有二价硫、带有颜色、并且会发出硫醇类物质特有的恶臭气味等都是造纸业污水所具有的特点。在传统的污水处理方法中，往往会利用物理法、化学法氧化、和生物处理法等，但是这些传统的方法只能做到达标排放，近年来，国家环保标准以及对废水回用率的要求逐渐提高，造纸企业的用水与环保压力变得越来越大，膜分离集成技术对造纸废水及回用问题的解决是非常有效的。
造纸废水处理中的通常会用到膜技术与生化工艺相结合而成的膜生物反应器（MBR）、深度处理的连续膜过滤技术（CMF）和反渗透纯化技术（RO）等衍生技术，这些衍生技术都是处理与回用问题的关键膜技术。过滤和絮凝沉淀等传统的物化方法能够去除污水中的大部分悬浮物和胶体类物质，然后经过缺氧/好氧生化处理，再经过MBR膜分离单元，处理后的渗透液再经连续膜过滤和反渗透膜处理，渗透反渗透渗透液经检测可以满足造纸生产用水的要求。
2.2 印染废水深度处理及回用
印染废水是环境污染源的重点问题，首先是污水量大，其次是有多种的染料都能成为环境污染物、并且这些染料结构复杂，第三是多数印染剂都含有可以致畸、致癌和致突变的“三致”有毒有害物质，这些物质大都是难降解的有机物，并且化学稳定性较强。
印染废水的处理方法包含物理法、化学法和生物法等多种方法。使用传统的污水处理工艺，通常只能做到达标排放。工艺用水对回用水的水质指标要求比较严格特别是硬度、色度、有机物等指标的要求就更为严格，将原已经能够达标排放的废水再通过连续微滤、超滤、纳滤或反渗透等一系列的膜处理后，其水质的主要指标相当于地表水或市政自来水，电导率、悬浮物、色度等指标明显优于工艺用水要求。
2.3 电镀废水深度处理及回用
电镀废水中所含有的酸、碱、重金属盐类等随废水排出会对自然环境造成严重威胁。防止水体污染的最佳途径是使废水实现闭路循环。在进行电镀废水治理的过程中发现，经过传统物化沉淀等处理后达到排放标准的电镀废水，再采用超滤和反渗透双膜法分离技术是一种较为经济实用的回用技术，它不仅可以使废水回用率达到百分之75以上，而且回用水的主要水质指标达到了工业用水标准。
2.4 半导体废水深度处理及回用
半导体工业的污水排放量很大，污水中的污染物成份复杂，种类也很。半导体工业所产生的污水中往往含有酸碱物质、有机物和重金属离子等，处理难度非常大。目前国内通常通过合理的分类收集，再采用混凝、气浮、沉淀、过滤、酸碱中和等物化法以及生化法等传统方法进行处理并达标排放，如需进一步达到回用标准则需采用新的技术，膜分离技术则能很好地应用在该类废水的深度处理及回用上。对于划膜片废水，在原有混凝沉淀的基础上，采用管式微滤膜（TMF）能较好的对该废水进行分离和浓缩，其出水可达到工业用水水质标准，其浓液则排放至污泥系统进行处理。对于酸碱废水、重金属废水、有机废水等在经过初步处理以后，一般能够达到排放标准，后续可采用超滤（MBR、浸没式超滤或压力式超滤等）和反渗透相结合的处理方法进行深度处理，其出水主要指标也可达到工业用水水质标准。
3 结束语
膜分离技术作为一种新型的废水深度处理及回用技术，在国内外已经受到了广泛关注，具有很大的发展前景。但是目前膜分离技术也存在较为明显的劣势，那就是初期投资成本高，运行成本高，因此对企业提出了较大的挑战。但是，随着科技的进步，制膜技术将不断改进，更多高性价比的膜产品将会产出，运行成本和投资成本将会不断降低。相信在不久的将来，膜分离技术在废水深度处理和回用领域将会成为最重要的技术之一。
参考文献
[1]张艳萍.污水深度处理与回用.化学工业出版社，2009-7-1.
[2]徐平，谢春玲，贾世荣.
[3]徐宏亮.膜技术在工业废水处理中的应用[J].四川水泥，2016（10）：155.
[4]曹阳，李遵龙. 膜技术在工业用水处理及废水处理的应用[J]. 化工进展，2013，32（z1）.
（作者单位：深圳市超纯环保股份有限公司）
关键词：膜分離技术；废水深度处理及回用；应用方法；环境保护
虽然我国水资源总量的排名占到了世界第6位，但淡水量却只占世界总淡水量的7%，是一个非常缺乏水资源的国家，是十二个贫水国家中的一个。因此，开发行之有效的污水深度处理及回用技术对促进生态可持续发展与工业可持续发展尤为重要，其现实意义也是极其重要的。
20世纪60年代，兴起了一种新的废水深度处理技术--膜分离技术，它利用一种具有选择透过性的薄膜材料，对废水中的物质进行分离、提纯和浓缩。传统过滤技术与此薄膜技术的不同在于，薄膜技术可以在分子范围内进行分离，而且是一个纯物理的变化过程，具有节约能源、无相变、设备占地面积小等优点。在膜分离过程中，通过施加一定压力，水中质量不同的各种成分在流经膜表面时，水、溶解性固体（无机盐）和低分子溶质就能够透过薄膜，其他大颗粒杂质和高分子溶质则不能通过膜而被截留，从而对废水中的不同组份进行分离和浓缩，达到废水深度处理及回用的目的。
1 膜技术分类
薄膜技术分为纳滤膜（NF）、超滤膜（UF）、微滤膜（MF）和反渗透膜（RO）等，分类的根据是薄膜的孔径或者薄膜的过滤精度
1.1 微滤膜技术
微滤膜技术利用的原理是薄膜的筛分原理，在压力的驱动下，微滤膜会截留直径在0.1～1之间的微小颗粒，如悬浮物、大分子胶体等物质。微滤膜的特点是分离效率高、过滤精度高、可靠性很好，被广泛应用于医药行业的废水处理、食品行业如白酒的过滤和饮用水的处理、地表水藻类和颗粒杂质的去除、或者为纳滤技术和反渗透技术等膜分离技术做预处理等。
1.2 超滤膜技术
超滤膜孔径的范围在0.01～0.1微米，一般来说超滤过程可以看做是和膜孔径大小相关的筛分过程，是一种处理精度介于微滤技术和纳滤技术之间的一种处理技术。超滤技术的过滤介质是超滤膜，它的驱动力是薄膜两侧的压力差。在施加一定压力作为驱动力以后，污水会流过膜表面，强行让水分子和比膜孔径小的小分子物质通过，并将大分子物质和有机物等截留在薄膜的另一侧这些大分子物质包括蛋白质、细菌、胶体、悬浮固体等，以此来达到净化和分离污水的目的。
1.3纳滤膜技术
纳滤技术是一种不同于超滤技术和反渗透技术的一种新技术，因为它已经从反渗透技术中分离出来。纳滤膜的孔径只有几纳米，它会截留出分子量在80-1000范围的大分子物质，被广泛应用在海水淡化工程、超纯水制造、食品工业污水处理、环境保护等众多领域。
1.4反渗透技术
反渗透技术是一种能够从溶液中分离出溶剂的新型污水处理技术，反渗透过程的推动力同样是薄膜两侧的压力差。运用该技术时，在薄膜的一侧施加大于渗透压的压力后，溶剂就会逆着自然渗透的方向作反向渗透，就会在薄膜的高压侧得到经过浓缩的溶液，即浓缩液；低压侧就会得到渗透过溶剂，即渗透液。污水中的各种胶体物质、无机离子等大分子溶质会被反渗透膜截留下来，从而获得纯净的水。海水和苦咸水的淡化处理、锅炉用水软化和废水深度处理及回用等众多领域都已经开始运用反渗透膜技术。
2 膜技术在废水深度处理及其回用中的应用
2.1 造纸废水深度处理及回用
量大、COD含量高、纤维悬浮物较多、而且含有二价硫、带有颜色、并且会发出硫醇类物质特有的恶臭气味等都是造纸业污水所具有的特点。在传统的污水处理方法中，往往会利用物理法、化学法氧化、和生物处理法等，但是这些传统的方法只能做到达标排放，近年来，国家环保标准以及对废水回用率的要求逐渐提高，造纸企业的用水与环保压力变得越来越大，膜分离集成技术对造纸废水及回用问题的解决是非常有效的。
造纸废水处理中的通常会用到膜技术与生化工艺相结合而成的膜生物反应器（MBR）、深度处理的连续膜过滤技术（CMF）和反渗透纯化技术（RO）等衍生技术，这些衍生技术都是处理与回用问题的关键膜技术。过滤和絮凝沉淀等传统的物化方法能够去除污水中的大部分悬浮物和胶体类物质，然后经过缺氧/好氧生化处理，再经过MBR膜分离单元，处理后的渗透液再经连续膜过滤和反渗透膜处理，渗透反渗透渗透液经检测可以满足造纸生产用水的要求。
2.2 印染废水深度处理及回用
印染废水是环境污染源的重点问题，首先是污水量大，其次是有多种的染料都能成为环境污染物、并且这些染料结构复杂，第三是多数印染剂都含有可以致畸、致癌和致突变的“三致”有毒有害物质，这些物质大都是难降解的有机物，并且化学稳定性较强。
印染废水的处理方法包含物理法、化学法和生物法等多种方法。使用传统的污水处理工艺，通常只能做到达标排放。工艺用水对回用水的水质指标要求比较严格特别是硬度、色度、有机物等指标的要求就更为严格，将原已经能够达标排放的废水再通过连续微滤、超滤、纳滤或反渗透等一系列的膜处理后，其水质的主要指标相当于地表水或市政自来水，电导率、悬浮物、色度等指标明显优于工艺用水要求。
2.3 电镀废水深度处理及回用
电镀废水中所含有的酸、碱、重金属盐类等随废水排出会对自然环境造成严重威胁。防止水体污染的最佳途径是使废水实现闭路循环。在进行电镀废水治理的过程中发现，经过传统物化沉淀等处理后达到排放标准的电镀废水，再采用超滤和反渗透双膜法分离技术是一种较为经济实用的回用技术，它不仅可以使废水回用率达到百分之75以上，而且回用水的主要水质指标达到了工业用水标准。
2.4 半导体废水深度处理及回用
半导体工业的污水排放量很大，污水中的污染物成份复杂，种类也很。半导体工业所产生的污水中往往含有酸碱物质、有机物和重金属离子等，处理难度非常大。目前国内通常通过合理的分类收集，再采用混凝、气浮、沉淀、过滤、酸碱中和等物化法以及生化法等传统方法进行处理并达标排放，如需进一步达到回用标准则需采用新的技术，膜分离技术则能很好地应用在该类废水的深度处理及回用上。对于划膜片废水，在原有混凝沉淀的基础上，采用管式微滤膜（TMF）能较好的对该废水进行分离和浓缩，其出水可达到工业用水水质标准，其浓液则排放至污泥系统进行处理。对于酸碱废水、重金属废水、有机废水等在经过初步处理以后，一般能够达到排放标准，后续可采用超滤（MBR、浸没式超滤或压力式超滤等）和反渗透相结合的处理方法进行深度处理，其出水主要指标也可达到工业用水水质标准。
3 结束语
膜分离技术作为一种新型的废水深度处理及回用技术，在国内外已经受到了广泛关注，具有很大的发展前景。但是目前膜分离技术也存在较为明显的劣势，那就是初期投资成本高，运行成本高，因此对企业提出了较大的挑战。但是，随着科技的进步，制膜技术将不断改进，更多高性价比的膜产品将会产出，运行成本和投资成本将会不断降低。相信在不久的将来，膜分离技术在废水深度处理和回用领域将会成为最重要的技术之一。
参考文献
[1]张艳萍.污水深度处理与回用.化学工业出版社，2009-7-1.
[2]徐平，谢春玲，贾世荣.
[3]徐宏亮.膜技术在工业废水处理中的应用[J].四川水泥，2016（10）：155.
[4]曹阳，李遵龙. 膜技术在工业用水处理及废水处理的应用[J]. 化工进展，2013，32（z1）.
（作者单位：深圳市超纯环保股份有限公司）