張雪珠

新疆化工設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

芻議膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用

張雪珠

新疆化工設(shè)計研究院有限責(zé)任公司

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水的處理日益成為一項核心的工作。本文主要對膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理的應(yīng)用進(jìn)行了客觀的分析。

膜技術(shù)；工業(yè)廢水；聚酯酯化

前言

膜技術(shù)具有低能耗高效，無污染等優(yōu)點，因此在多領(lǐng)域得到應(yīng)用。本文以膜技術(shù)在化工廢水處理的意義為出發(fā)點，將膜集成和化工生產(chǎn)二者的過程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而實現(xiàn)廢水中有害成分的顯著降低，并且最大限度的回收廢水中的有利資源。本文對膜技術(shù)在化工廢水處理的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)分析，最后在此基礎(chǔ)上對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了介紹，希望能給相關(guān)人士增進(jìn)一些了解。顯然，科技在不斷發(fā)展，膜技術(shù)也在不斷的更新和完善，該技術(shù)的應(yīng)用范圍一定會進(jìn)一步擴(kuò)大，其發(fā)揮的作用也會更加明顯，有利于化工產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1　膜技術(shù)及工業(yè)廢水的相關(guān)概述

1.1膜技術(shù)的基本概念

膜技術(shù)是我國在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用最為廣泛的一種手段，其是通過某種較為特殊的半透膜進(jìn)而對水中分子或離子進(jìn)行有效分離，是新型的流體單元操作水處理技術(shù)。在 20 世紀(jì)初期，膜技術(shù)成為水處理領(lǐng)域的核心技術(shù)，截止到目前已取得令人矚目的快速發(fā)展。我國現(xiàn)階段常用的膜技術(shù)較為多樣化，有電滲析、微濾及反滲透等形式，其中電滲析膜技術(shù)具有節(jié)能及便于自動化操作的特點，在我國工業(yè)廢水處理中占主體地位。

1.2工業(yè)廢水的主要來源

我國是工業(yè)生產(chǎn)大國，在工業(yè)生產(chǎn)過程中會消耗大量的新鮮水，經(jīng)過工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)流程也會排出大量的廢水，這些廢水中大都夾帶有一定數(shù)量的生產(chǎn)原料，由于工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的不同，有些工業(yè)廢水中也會含有中間產(chǎn)品或少量成品，例如電鍍或冶金行業(yè)排出的廢水中會含有重金屬及懸浮物，而煉油行業(yè)則含有大量的油類，因此行業(yè)和生產(chǎn)工藝不同，導(dǎo)致的工業(yè)廢水類型也不盡相同。工廠在進(jìn)行工藝主反應(yīng)的同時大多伴隨著一定的副反應(yīng)。副反應(yīng)產(chǎn)物數(shù)量較少，有些可以直接回收，但也有一部分副產(chǎn)物成分較為復(fù)雜，在回收困難大或回收費用較高的情況下只能將其作為廢料排棄，進(jìn)而造成工業(yè)廢水污染。冷卻水的生產(chǎn)工藝中需要使用大量冷卻用水。直接冷卻是冷卻水和物料直接接觸，極易造成工業(yè)廢水。間接冷卻的冷卻物料雖不與冷卻水直接接觸，但其中需要加入殺藻劑、防腐劑等化學(xué)物質(zhì)，故使冷卻水受到不同程度的污染。

2　膜技術(shù)的意義

膜技術(shù)具有低能耗、高效，無污染等優(yōu)點，因此該技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前應(yīng)用涉及生物化工、制藥以及食品生產(chǎn)等領(lǐng)域，尤其在生物化工的節(jié)能降耗、生產(chǎn)加工以及清潔生產(chǎn)方面發(fā)揮巨大的作用。目前膜技術(shù)包括超濾、納濾、微濾以及反滲透等技術(shù)，其中膜蒸餾、膜吸收以及滲透汽化等膜技術(shù)過程得到了廣泛的應(yīng)用，膜技術(shù)可以將有機(jī)化合物、生物大分子以及無機(jī)鹽等各類物質(zhì)進(jìn)行有效分離，這種膜技術(shù)一方面可以有效處理和回收廢水中的各種有價值的資源，另一方面也降低了化工廢水處理的成本，從而實現(xiàn)了對化工廢水的深度處理，是我國化工廢水處理的關(guān)鍵技術(shù)。

3　膜技術(shù)在化工廢水處理的應(yīng)用

3.1聚酯酯化廢水處理技術(shù)

聚酯酯化廢水處理技術(shù)屬于膜技術(shù)的一種，聚酯酯化廢水處理技術(shù)是利用酯化反應(yīng)對化工廢水的聚酯進(jìn)行處理，聚酯生產(chǎn)廢水是聚酯生產(chǎn)中的酯化反應(yīng)所產(chǎn)生含有有機(jī)物的廢水。聚酯酯化廢水處理技術(shù)可根據(jù)聚酯裝置將聚酯生產(chǎn)廢水進(jìn)行分類處理，然后采用汽提技術(shù)將乙醛等有機(jī)化學(xué)大分子初步脫除，進(jìn)而將乙醛等有機(jī)化學(xué)大分子進(jìn)行冷凝收集?？紤]到乙二醇的含量比較低，采用精餾技術(shù)冷凝收集乙二醇會消耗大量的能量。所以選擇合適的反滲透膜并進(jìn)行優(yōu)化操作，對乙二醇進(jìn)行冷凝壓縮，最后通過精餾純化的方式來對廢水中的乙二醇進(jìn)行收集，收集完成后進(jìn)入汽提塔，乙醛等其他大分子有機(jī)物從汽提塔排出進(jìn)行收集，乙二醇等有機(jī)化學(xué)成分在塔底富集，廢水從汽提塔底部引出，然后經(jīng)過兩級換熱降溫，換熱降溫時通過一級反滲透膜對透過液進(jìn)行降溫，冷卻后進(jìn)入超濾系統(tǒng) ，再經(jīng)過超濾系統(tǒng)處理后，進(jìn)入下一級反滲透系統(tǒng)，通過高壓泵進(jìn)行增壓使其進(jìn)入反滲透膜堆，處理的透過液可直接進(jìn)入二級反滲透系統(tǒng)，在二級系統(tǒng)處理過程中透過液要進(jìn)行濃縮，二級透過液返回到一級進(jìn)料泵或一級的原料罐入口，濃縮的透過液進(jìn)入精餾塔進(jìn)行提取，提取后的透過液進(jìn)行回用。本工藝可以有效提升化工廢水的可生化性，能夠很大程度降低化工污水處理成本。

3.2聚酯樹脂廢水處理技術(shù)

聚酯樹脂是二元酸與二元醇或多元酸與多元醇濃縮的高分子化學(xué)物質(zhì)。聚酯樹脂技術(shù)主要處理化工廢水中的聚醋樹脂等有機(jī)大分子，從而回收化工廢水中的乙二醇等有機(jī)物質(zhì)，現(xiàn)在化工企業(yè)處理聚酯樹脂廢水主要用精餾回收法、有機(jī)物氧化法、生化氧化法等處理技術(shù)，聚酯樹脂廢水處理技術(shù)是采用汽提工藝將容易揮發(fā)的大分子化學(xué)成分進(jìn)行脫除，再利用反滲透技術(shù)對多元醇或二元醇進(jìn)行壓縮，從而進(jìn)行回收。聚酯樹脂廢水處理技術(shù)是使用過濾或離心技術(shù)對酯化聚合廢水中的懸浮聚合物進(jìn)行回收，然后在濾液里加入絮凝劑使之沉降，將處理后的清液導(dǎo)入汽提塔，乙醛等大分子化學(xué)有機(jī)成分從汽提塔頂處排出，乙二醇等重分子化學(xué)物質(zhì)從塔底引出，然后進(jìn)行兩級換熱降溫并冷卻凝結(jié)，把凝結(jié)的透過液導(dǎo)入超濾系統(tǒng)，經(jīng)過超濾系統(tǒng)處理后的廢水進(jìn)行進(jìn)入下一級反滲透系統(tǒng)，通過高壓泵進(jìn)行增壓使其進(jìn)入反滲透膜堆，處理的透過液可直接進(jìn)入二級反滲透系統(tǒng)，在二級系統(tǒng)處理中透過液要進(jìn)行濃縮，二級透過液返回到一級進(jìn)料泵或一級的原料罐入口，然后將濃縮的透過液導(dǎo)入精餾塔進(jìn)行提取，提取后的透過液進(jìn)行回用。本工藝有效回收利用大量乙二醇，使新戊二醇等有效資源得到回用，從而大大減少化工廢水中的乙二醇與乙醛等的含量，也大大降低工業(yè)廢水后期處理的負(fù)荷。

3.3超濾廢水處理技術(shù)

膜分離技術(shù)是我國處理制漿造紙工業(yè)廢水的主要技術(shù)手段，其中超濾的效果最為突出。超濾利用超濾膜的不同孔徑進(jìn)而實現(xiàn)對工業(yè)廢水溶液中相關(guān)物質(zhì)的物理篩分。采用超濾法處理紙漿廢水較其他生物處理法相比具有一定環(huán)保意義，可有效杜絕排放的工業(yè)廢水對環(huán)境造成二次污染。據(jù)研究調(diào)查顯示，工廠采用超濾法處理紙漿廠的漂洗出水，有害離子被有效濾出，同時再采用漂白裝置將氯化合物的含量控制在合理范圍內(nèi)，實現(xiàn)造紙廠廢水的循環(huán)利用。

3.4電滲析廢水處理技術(shù)

電滲析以直流電力為主要推動力，利用陰陽離子交換膜對陰陽離子的選擇透過性，移出水溶液中的相關(guān)離子，它是將電滲析法與離子交換法結(jié)合起來的一種水處理方法，即在電滲析的除鹽室中填充陰陽離子交換劑，利用電滲析過程中極化現(xiàn)象對離子交換填充床進(jìn)行電化學(xué)再生，它兼有電滲析技術(shù)的連續(xù)除鹽和離子交換技術(shù)深度脫鹽的優(yōu)點，又避免了電滲析技術(shù)濃差極化和離子交換技術(shù)中的酸堿再生等帶來的問題。填充床電滲析淡水室裝有混合陰、陽離子交換樹脂或裝填離子交換纖維等，兩邊是濃室（與極室在一起）。它的工作過程一般分為三個步驟：（1）離子交換過程，淡水室中的離子交換樹脂對水中電解質(zhì)離子的交換作用，達(dá)到去除水中的離子；（2）離子選擇性遷移，在外電場作用下，水中電解質(zhì)沿樹脂顆粒構(gòu)成的導(dǎo)電傳遞路徑遷移到膜表面并透過離子交換膜進(jìn)入濃室。

4　結(jié)語

近年來，隨著我國相關(guān)機(jī)構(gòu)及科研人員對膜技術(shù)研究的逐步深入，有效改善了制膜工藝，大量具有科學(xué)前瞻性的新型膜材料相繼問世，為我國環(huán)境友好型社會的全面構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

［1］侯立安，張林.膜分離技術(shù)：開源減排保障水安全［J］.中國工程科學(xué)，2014，11（12）：10- 16.

［2］ 田崇著. 國內(nèi)外聚酯生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的進(jìn)展［J］. 紡織導(dǎo)報，2010 （11）：65-67.