膜技术在化工废水中的应用

随着对化工废水排放污染的日益严重，人们对化工污水的处理变得越来越关注，倘若这些废水不能得到妥善处理和排放，会对自然环境以及人们身体健康甚至是农业生产造成非常大的影响。科学技术的不断进步，废水处理的方法也变得越来越完善，其中膜技术是废水处理技术中的一种，它的处理过程主要是物理过程对自然环境是无害的。为此，本文就膜技术在化工废水处理中的应用作出相关分析，希望对相关人士有所帮助。

　　1 化工废水处理中膜技术的应用优势

　　随着化工行业的不断兴起，化工废水的排放量也日益增长，倘若废水处理不妥善，不仅对自然环境造成非常大的影响，使人们赖以生存的环境被不断破坏，同时对人类身体健康也十分不利，为此为了进一步提高化工废水处理的效果，可以引入膜技术，该技术在操作过程中所涉及的方面较广泛，例如，压力、浓度、电势梯度等，然而由于混合体大部分是由多组分构成的，为此可以利用膜技术对其进行选择性渗透，同时利用化学位差作为推动力，可以使混合物中的气体、液体进一步分离和提纯[1]。在化工废水处理过程中，膜技术是广泛应用的方法，不仅可以有效净化降低废水对自然环境、人体健康的威胁，同时也可高效将废水中的污染物去除掉，并将废水中有用的物质进行回收利用。膜技术相比以往传统的过滤技术来讲不仅可以降低企业废水处理的经济支出，同时也进一步提高了企业的经济效益和社会收益，这是因为膜技术在对化工废水处理过程中，它是一种物理过程且无需发生相的变化或者添加助剂，这也是膜技术被广泛应用于化工废水处理中的原因。

　　2 化工废水处理中膜技术的应用

　　2.1 微滤膜技术

　　微滤膜技术根据成膜材料分为无机膜和有机高分子膜，让废水经过这些分子膜精细过滤的方式来对化工废水中的病菌或者是有毒物质进行过滤，从而降低废水对自然环境和人体健康的危害，使人们可以获得一个优良、洁净的生存环境，进一步高效开展工作以及生活。因为此技术对废水处理效果特别显著，所以被很多石油化工行业所使用，它表面的孔隙率十分高，一般可以达到70%，是其他过滤滤纸的40 倍左右[2]。同时微滤膜的厚度比较小，使液体被过滤中的介质所吸附，进一步将损失降到最低。高分子类微滤膜为一均匀的连续体，过滤时没有介质脱落也不会造成二次污染，从而得到高纯度的滤液，在很大程度上也减少了化工废水处理问题上的成本支出，使企业能够获得更高的经济效益。

　　2.2 超滤膜技术

　　超滤膜技术是膜分离技术中的一种，它是以0.1~0.5MPa的压力差为推动力，利用多孔膜的拦截能力和以物理截留的方式，将废水中大小不同的物质颗粒分开从而达到纯化和浓缩、筛分溶液中不同组分的目的。它的工作原理是在静压差为推动力的作用下，原料液中溶剂和小溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，而大粒子组分被膜所阻拦使它们在滤剩液中浓度增大。超滤膜技术程常用的操作模式有三种，**种为单段间歇操作，在超滤过程中为了减轻浓差极化的影响，为此膜组件必须保持较高的料液流速，但膜的渗透通量较小，所以料液必须在膜组件中循环多次才能使料液浓缩到要求的程度，这也是工业过滤装置最基本的特征。间歇操作适用于实验室或小规模间歇生产产品的处理[3]。第二种为单段连续操作，与间歇操作相比其特点是超滤过程始终处于接近浓缩液的浓度下进行，因此渗透量与截留率均较低，为了克服此缺点可采用多段连续操作。第三种为多段连续操作，各段循环液的浓度依次升高，最后一段引出浓缩液，因此前面几段中料液可以在较低的浓度下操作。这种连续多段操作适用于大规模工业生产。超滤膜技术被广泛应用在化工废水处理中，例如，染料废水处理、造纸废水的处理、放射性废水的处理等。

　　2.3 纳滤膜技术

　　纳滤膜技术是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其节流分子量在80~1000 的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。它包括源水、源水泵、机械过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、高压泵、纳滤主过滤系统。其工作特点是过滤精度高、处理效果稳定、维护简单，设备外形美观且制造精密。同时参数控制也比较精确，自控设计相对完善，可以根据客户的要求做到完全自控[4]。

　　2.4 反渗透技术

　　反渗透又称逆渗透，它是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反所以该技术又可以称之为反渗透。工作根据各种物料的不同渗透压，就可以使用大于渗透压的反渗透压力，从而达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。反渗透技术也是化工废水处理中广泛应用的，该技术对化工废水处理，不仅可以大幅度降低化工生产成本、保护环境，同时也进一步实现废水资源化等诸多意义。而由于反渗透膜技术对进水要求相对较高，为此工作人员在运用反渗透技术对化工废水进行深度处理时，还需要结合沉降、混凝、微滤、超滤、活性炭吸收、pH 调节等预处理工艺，从而使废水处理效果更佳。

　　2.5 电渗析技术

　　电渗析技术是利用半透膜的选择透过性，来分离不同的溶质颗粒的方法。该技术已经被广泛应用在化工、轻工、造纸、医药工业，尤其是化工废水处理上，电渗析技术在工作过程中是需要借助膜分离的[5]。例如、水处理通过利用半透膜的选择渗透性原理，还有在外加直流电场的作用之下，使交流膜对阴离子进行操控，这也是为了便于使那些游离子可以较好地渗透到另一侧的水中，同时将另一侧水浓度进一步淡化，这种技术也适用于重金属工业、放射性工业的废水处理，其主要工作原理是在原水细格栅、调理池中，利用毛发过滤器、加压泵、各类消毒体系共同作用下来对废水进行反复排水，最后再经过膜出体系对化工废水进行处理。

　　2.6 联合法工艺

　　在对化工废水进行处理过程中，由于有些工艺所选择的膜技术不合理，是需要与其他技术相互联合起来的，这样做可以使废水处理的效果非常好，对于渣油催化干气气烃别离膜技术以及深冷法联合技术非常适用。该膜技术的工作原理主要是利用膜别离法将干气中的氢分离出来，再采取深冷法别离将烃进行分离，然而由于膜分离技术已经将干气中的大部分氢气分离出来，此时干气中的烃浓度也相对比较稳定，此时应采取脱甲塔对化工废水进行处理，因为通过经膜分离所得浓度的烃是可以用于加工的。除此之外，还可以利用联合法对催化裂化干气进行预处理，它对废水处理技术要求并不高，只需要增加一些基础设备就可以，比如，增设除雾沫设备，通过该设备脱出重组分中液滴即可，膜技术特别适用于氢气资源短缺时使用，同时联合法工艺也是目前化工废水处理膜技术的主要途径。