梁斌 劉亞芹

（杭州聯(lián)強(qiáng)環(huán)境工程技術(shù)有限公司 浙江杭州 310000）

試析超濾在廢水中的應(yīng)用和改進(jìn)

梁斌 劉亞芹

（杭州聯(lián)強(qiáng)環(huán)境工程技術(shù)有限公司 浙江杭州 310000）

超濾作為一種新型廢水處理技術(shù)，因其具有操作簡單、節(jié)約能源、處理效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，在制革廢水、印染廢水、造紙廢水、石化含油廢水以及重金屬廢水的處理中被廣泛應(yīng)用。本文對超濾技術(shù)的工作原理、超濾膜的種類以及超濾技術(shù)在各種類型廢水處理中的應(yīng)用和改進(jìn)等問題作了詳細(xì)的分析和系統(tǒng)的闡述。

超濾技術(shù)；廢水處理；原理；應(yīng)用；改進(jìn)

水是人類賴以生存的生命之源。隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人口數(shù)量也在不斷增長，人們對于水的需求量也在不斷地加大。而現(xiàn)今正面臨水資源分布不平衡、地表水資源匱乏以及水資源嚴(yán)重污染的問題，造成了水資源的供求更加緊張，在這種情況下，人們越來越開始重視水資源的處理回收問題。廢水的處理，能使被污染的水資源能夠被重新回收利用，大大緩解了水資源緊張問題[1]。

1 超濾技術(shù)的工作原理

超濾技術(shù)就是簡單的物理篩分過濾過程，根據(jù)廢水中污染物的孔徑大小，以超濾膜為介質(zhì)，膜兩側(cè)產(chǎn)生的壓力差作為動力來進(jìn)行過濾。在過濾過程中，小分子物質(zhì)水、無機(jī)鹽以及無機(jī)物等能夠通過超濾膜，而大分子物質(zhì)蛋白質(zhì)、有機(jī)物、微生物、懸浮物等不能通過超濾膜，通過這一過濾過程，實(shí)現(xiàn)廢水的分離、處理凈化。在過濾中，能夠進(jìn)行過濾的分子直徑范圍是0.002μm～ 0.1μm，而被分離出的分子的直徑范圍是0.005μm～10μm，膜兩側(cè)的壓力差通常為0.1MP～0.5MP。超濾過濾技術(shù)對大、小分子的分離主要是依靠超濾膜來實(shí)現(xiàn)的，超濾膜的孔徑大小，直接決定著過濾的分離程度[2]。

2 超濾膜的種類

超濾技術(shù)主要是通過超濾膜來實(shí)現(xiàn)的，超濾膜根據(jù)膜材料的不同主要分為兩大種，一種是有機(jī)膜，另一種是無機(jī)膜。有機(jī)膜主要是采用材料轉(zhuǎn)化的方法來得到的，例如對聚偏二氟乙烯、纖維素、聚脂肪酰胺等材料進(jìn)行轉(zhuǎn)化來得到的。無機(jī)膜主要有氧化鋁膜、二氧化硫膜、不銹鋼膜、氧化鋯膜、鉑合金膜以及多孔負(fù)載膜等，無機(jī)膜較有機(jī)膜相比具有強(qiáng)度大、化學(xué)性能好、耐高溫以及分離效率高的優(yōu)點(diǎn)，一直被廣泛使用。

3 超濾技術(shù)在各種類型廢水處理中的應(yīng)用和改進(jìn)

3.1 超濾技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用和改進(jìn)

在印染紡織工業(yè)中，會產(chǎn)生大量的乳化紡絲油劑。對其處理研究表明，可使用膜兩側(cè)壓力差為0.1MP，進(jìn)行超濾膜處理，當(dāng)達(dá)到密度為100mg/L時，可進(jìn)行廢水的直接排放。分離污水中的所含的剩余染料可經(jīng)干燥后進(jìn)行回收再利用，能夠大大節(jié)約印染企業(yè)的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。但在分離過程中要注意定期、定時對超濾膜進(jìn)行沖洗。因?yàn)槌瑸V膜上遺留下來的分子物質(zhì)會逐漸積累，使得膜表面的溶質(zhì)的濃度在積累過程中逐漸高于廢水溶液的濃度，形成濃度差，該濃度差會造成超濾的濃差極化，會使得膜表面的溶質(zhì)在壓力作用下，不斷進(jìn)行下滲，造成廢水處理不合標(biāo)準(zhǔn)。因此，在實(shí)際的超濾膜廢水處理過程中，應(yīng)強(qiáng)化工作人員的超濾膜沖洗意識，設(shè)立反沖洗系統(tǒng)，及時對超濾膜進(jìn)行清理工作。

再者，利用超濾技術(shù)可以對印染廢水進(jìn)行還原處理，主要是通過使用3.6m2的外壓管超濾器來實(shí)現(xiàn)的。在廢水還原處理中，要求廢液溫度為40℃～55℃，設(shè)置進(jìn)口壓力220 kP～240 kP，充足的處理時間之后，燃料的回收率能夠達(dá)到95%～97%，能夠做到廢水處理物質(zhì)的充分回收利用，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)約大量成本[3]。

3.2 超濾在造紙廢水處理中的應(yīng)用和改進(jìn)

造紙廠進(jìn)行廢水處理主要是為了造紙水資源的循環(huán)利用以及造紙化學(xué)物質(zhì)的回收利用。超濾膜技術(shù)的使用，能夠從根本上實(shí)現(xiàn)造紙廠的這一目標(biāo)。例如，利用超濾膜技術(shù)進(jìn)行硫酸鹽漂白中CEH的三段廢水處理。在實(shí)際的處理過程中，利用PES200超濾膜進(jìn)行處理，并控制其分子截留量為20000，以此來對造紙廢水進(jìn)行處理。將溶液溫度控制在30攝氏度，膜兩側(cè)壓力差為0.3MP，廢液水流量控制在98%，經(jīng)過超濾膜處理后，C階段的截留率達(dá)到61%，B階段的截留率達(dá)到22%，能夠很好的實(shí)現(xiàn)造紙廠硫酸鹽漂白廢水的處理工作。但在實(shí)際的處理過程中，仍然要注意廢水的通量問題，及時對超濾膜進(jìn)行沖洗，以保證超濾膜對處理工作的作用。

3.3 超濾在石化含油廢水處理中的應(yīng)用

在石油化工企業(yè)中，會產(chǎn)生大量的含芳烴和石蠟油的廢水，部分石油化工企業(yè)使用氧化鋁膜來進(jìn)行廢水中物質(zhì)的處理。基本方法是膜的孔徑采用0.2μm～0.8μm，通過對廢水加入鹽酸和氧化鐵使其獲得較大的膜通量，控制膜面廢液流速為4.6m/s，并采用自動反沖洗膜系統(tǒng)，每隔一段時間進(jìn)行膜面、膜管的清洗和處理工作，可以有效地實(shí)現(xiàn)石化含油廢水的處理工作。并且超濾膜技術(shù)處理石化含油廢水較以往傳統(tǒng)的廢水處理方式相比，具有操作簡單、省時省力的優(yōu)點(diǎn)，在以后的石化含油廢水處理中將會得到更為廣泛的運(yùn)用[4]。

3.4 超濾在重金屬廢水處理中的應(yīng)用和改進(jìn)

在含有重金屬的廢水處理中，強(qiáng)電解質(zhì)超濾技術(shù)起到了很大的作用。其具體工作原理是水溶性強(qiáng)電解質(zhì)將重金屬離子進(jìn)行絡(luò)合，并采用孔徑相對較小的膜進(jìn)行重金屬離子絡(luò)合物的截留，以此實(shí)現(xiàn)重金屬離子的高度濃縮，達(dá)到回收利用和排放的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。再者，通過操作條件改變，實(shí)現(xiàn)重金屬離子與強(qiáng)電解質(zhì)的解離，獲取高濃度的重金屬離子廢液，奠定重金屬回收的基礎(chǔ)，最后進(jìn)行強(qiáng)電解質(zhì)的過濾再利用工作。在對含有重金屬的廢水進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)采用聚乙烯亞胺對重金屬廢水中汞離子和鎘離子進(jìn)行絡(luò)合，將溶液的pH值控制在4～6。采用聚丙烯酸鈉鹽對重金屬廢水中鋅離子和鎳離子進(jìn)行絡(luò)合，根據(jù)廢水中各離子在不同pH值中的沉降，將其從廢水中分離出來。超濾技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)重金屬的回收再利用工作，例如電鍍廢液中含有的銅、鋅、鉑、鎘、鎳等，通過加入氫氧化鈉進(jìn)行廢液的超濾處理，能夠從處理后的溶液中，分離重金屬，可以達(dá)到銅、鋅、鎘99%的回收率和鉑、鎳90%的回收率，達(dá)到重金屬回收利用的目的。

在重金屬廢水處理中，強(qiáng)電解質(zhì)的絡(luò)合起到了重要的作用，能夠最大程度的實(shí)現(xiàn)水資源的回收利用。但在實(shí)際廢水處理過

程中，仍然存在一定的問題，例如強(qiáng)電解質(zhì)的絡(luò)合力太強(qiáng)會造成解絡(luò)合出現(xiàn)一定得困難，強(qiáng)電解質(zhì)的用量過大會影響重金屬廢水的濃縮程度；再如強(qiáng)電解質(zhì)的回收利用純度不高，對強(qiáng)電解質(zhì)的循環(huán)利用產(chǎn)生一定的影響。因此，在實(shí)際的超濾技術(shù)創(chuàng)新過程中，應(yīng)不斷開發(fā)新型絡(luò)合電解質(zhì)，實(shí)現(xiàn)廢水處理企業(yè)的效益最大化[5]。

4 結(jié)語

超濾技術(shù)應(yīng)其具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在廢水處理中。隨著超濾處理技術(shù)的不斷創(chuàng)新，超濾膜種類的不斷增加，超濾所用設(shè)備的不斷創(chuàng)新，超濾技術(shù)將會繼續(xù)完善對廢水的處理工作，超濾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也將會得到進(jìn)一步的擴(kuò)展，造福于人類。

[1]段學(xué)華,何立紅.超濾技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用[J].環(huán)境科技, 2010,S1:36-39.

[2]周子琛.探析廢水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用 [J].環(huán)境與生活, 2014,06:86.

[3]張亞斌.幾種膜技術(shù)在廢水處理方面的應(yīng)用研究分析[J].電力學(xué)報(bào),2013,02:177-180.

3.2 沉淀后的上層清液進(jìn)入高效膜處理裝置，下層沉淀廢水先進(jìn)入污泥濃縮池之后被打入板框壓濾機(jī)內(nèi)，經(jīng)板框壓濾后的壓濾液進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)行循環(huán)過濾，而濾渣則為高純度的鉻渣，干化后回收利用；

3.3 將膜裝置與氣浮技術(shù)相疊加，通過曝氣作用，使Cr3+更容易析出，而膜過濾所得的濾液為主要含有亞硫酸氫鈉的清水，由于含鉻量已優(yōu)于國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006）標(biāo)準(zhǔn)中鉻含量的規(guī)定：鉻（六價）含量不得超過0.05mg／L，因此可工藝回用：作為電鍍沖洗工藝用水回用，相當(dāng)于傳統(tǒng)的槽邊處理技術(shù)，可優(yōu)化廢水處理效果縮短處理時間，減少處理費(fèi)用；作為酸堿沖洗水，可防止硫酸鈉的富集，從而保證處理工藝的完整性、可靠性。

此工藝已在河南多家企業(yè)應(yīng)用，當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門及企業(yè)的連續(xù)兩年的跟蹤說明其運(yùn)行可靠，部分檢測結(jié)果如下：

4 結(jié)語

隨著全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施和工業(yè)綠色化生產(chǎn)進(jìn)程的加快，循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色生產(chǎn)技術(shù)越來越受到人們關(guān)注，電鍍含鉻廢水已進(jìn)入綜合防治、回收利用與總量控制階段。含鉻廢水治理將從治本開始，防治結(jié)合，采用綜合防治技術(shù)，避免二次污染，向多回收、多利用，變廢為寶發(fā)展。含鉻廢水高效膜處理新技術(shù)作為含鉻廢水處理技術(shù)的一種新選擇，具有其他處理方法無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，不僅可實(shí)現(xiàn)水的回用還可實(shí)現(xiàn)鉻渣的回收，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益，其應(yīng)用具有跨時代的意義。

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