晏禮

摘要：現(xiàn)今，人們的環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)，國家也對廢水深度處理及回用提出了更高的要求。膜分離技術(shù)作為污水深度處理及回用中的一項(xiàng)重要技術(shù)，受到了越來越多的人的關(guān)注。本文先介紹了膜技術(shù)的分類及其應(yīng)用領(lǐng)域，接著聯(lián)系現(xiàn)實(shí)，重點(diǎn)介紹了膜分離技術(shù)在造紙、印染、電鍍、半導(dǎo)體等行業(yè)廢水深度處理及其回用中的應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù)；廢水深度處理及回用；應(yīng)用方法；環(huán)境保護(hù)

雖然我國水資源總量的排名占到了世界第6位，但淡水量卻只占世界總淡水量的7%，是一個(gè)非常缺乏水資源的國家，是十二個(gè)貧水國家中的一個(gè)。因此，開發(fā)行之有效的污水深度處理及回用技術(shù)對促進(jìn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展與工業(yè)可持續(xù)發(fā)展尤為重要，其現(xiàn)實(shí)意義也是極其重要的。

20世紀(jì)60年代，興起了一種新的廢水深度處理技術(shù)--膜分離技術(shù)，它利用一種具有選擇透過性的薄膜材料，對廢水中的物質(zhì)進(jìn)行分離、提純和濃縮。傳統(tǒng)過濾技術(shù)與此薄膜技術(shù)的不同在于，薄膜技術(shù)可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，而且是一個(gè)純物理的變化過程，具有節(jié)約能源、無相變、設(shè)備占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。在膜分離過程中，通過施加一定壓力，水中質(zhì)量不同的各種成分在流經(jīng)膜表面時(shí)，水、溶解性固體（無機(jī)鹽）和低分子溶質(zhì)就能夠透過薄膜，其他大顆粒雜質(zhì)和高分子溶質(zhì)則不能通過膜而被截留，從而對廢水中的不同組份進(jìn)行分離和濃縮，達(dá)到廢水深度處理及回用的目的。

1 膜技術(shù)分類

薄膜技術(shù)分為納濾膜（NF）、超濾膜（UF）、微濾膜（MF）和反滲透膜（RO）等，分類的根據(jù)是薄膜的孔徑或者薄膜的過濾精度

1.1 微濾膜技術(shù)

微濾膜技術(shù)利用的原理是薄膜的篩分原理，在壓力的驅(qū)動(dòng)下，微濾膜會截留直徑在0.1～1之間的微小顆粒，如懸浮物、大分子膠體等物質(zhì)。微濾膜的特點(diǎn)是分離效率高、過濾精度高、可靠性很好，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)的廢水處理、食品行業(yè)如白酒的過濾和飲用水的處理、地表水藻類和顆粒雜質(zhì)的去除、或者為納濾技術(shù)和反滲透技術(shù)等膜分離技術(shù)做預(yù)處理等。

1.2 超濾膜技術(shù)

超濾膜孔徑的范圍在0.01～0.1微米，一般來說超濾過程可以看做是和膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程，是一種處理精度介于微濾技術(shù)和納濾技術(shù)之間的一種處理技術(shù)。超濾技術(shù)的過濾介質(zhì)是超濾膜，它的驅(qū)動(dòng)力是薄膜兩側(cè)的壓力差。在施加一定壓力作為驅(qū)動(dòng)力以后，污水會流過膜表面，強(qiáng)行讓水分子和比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，并將大分子物質(zhì)和有機(jī)物等截留在薄膜的另一側(cè)這些大分子物質(zhì)包括蛋白質(zhì)、細(xì)菌、膠體、懸浮固體等，以此來達(dá)到凈化和分離污水的目的。

1.3納濾膜技術(shù)

納濾技術(shù)是一種不同于超濾技術(shù)和反滲透技術(shù)的一種新技術(shù)，因?yàn)樗呀?jīng)從反滲透技術(shù)中分離出來。納濾膜的孔徑只有幾納米，它會截留出分子量在80-1000范圍的大分子物質(zhì)，被廣泛應(yīng)用在海水淡化工程、超純水制造、食品工業(yè)污水處理、環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域。

1.4反滲透技術(shù)

反滲透技術(shù)是一種能夠從溶液中分離出溶劑的新型污水處理技術(shù)，反滲透過程的推動(dòng)力同樣是薄膜兩側(cè)的壓力差。運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，在薄膜的一側(cè)施加大于滲透壓的壓力后，溶劑就會逆著自然滲透的方向作反向滲透，就會在薄膜的高壓側(cè)得到經(jīng)過濃縮的溶液，即濃縮液；低壓側(cè)就會得到滲透過溶劑，即滲透液。污水中的各種膠體物質(zhì)、無機(jī)離子等大分子溶質(zhì)會被反滲透膜截留下來，從而獲得純凈的水。海水和苦咸水的淡化處理、鍋爐用水軟化和廢水深度處理及回用等眾多領(lǐng)域都已經(jīng)開始運(yùn)用反滲透膜技術(shù)。

2 膜技術(shù)在廢水深度處理及其回用中的應(yīng)用

2.1 造紙廢水深度處理及回用

量大、COD含量高、纖維懸浮物較多、而且含有二價(jià)硫、帶有顏色、并且會發(fā)出硫醇類物質(zhì)特有的惡臭氣味等都是造紙業(yè)污水所具有的特點(diǎn)。在傳統(tǒng)的污水處理方法中，往往會利用物理法、化學(xué)法氧化、和生物處理法等，但是這些傳統(tǒng)的方法只能做到達(dá)標(biāo)排放，近年來，國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以及對廢水回用率的要求逐漸提高，造紙企業(yè)的用水與環(huán)保壓力變得越來越大，膜分離集成技術(shù)對造紙廢水及回用問題的解決是非常有效的。

造紙廢水處理中的通常會用到膜技術(shù)與生化工藝相結(jié)合而成的膜生物反應(yīng)器（MBR）、深度處理的連續(xù)膜過濾技術(shù)（CMF）和反滲透純化技術(shù)（RO）等衍生技術(shù)，這些衍生技術(shù)都是處理與回用問題的關(guān)鍵膜技術(shù)。過濾和絮凝沉淀等傳統(tǒng)的物化方法能夠去除污水中的大部分懸浮物和膠體類物質(zhì)，然后經(jīng)過缺氧/好氧生化處理，再經(jīng)過MBR膜分離單元，處理后的滲透液再經(jīng)連續(xù)膜過濾和反滲透膜處理，滲透反滲透滲透液經(jīng)檢測可以滿足造紙生產(chǎn)用水的要求。

2.2 印染廢水深度處理及回用

印染廢水是環(huán)境污染源的重點(diǎn)問題，首先是污水量大，其次是有多種的染料都能成為環(huán)境污染物、并且這些染料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，第三是多數(shù)印染劑都含有可以致畸、致癌和致突變的“三致”有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)大都是難降解的有機(jī)物，并且化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)。

印染廢水的處理方法包含物理法、化學(xué)法和生物法等多種方法。使用傳統(tǒng)的污水處理工藝，通常只能做到達(dá)標(biāo)排放。工藝用水對回用水的水質(zhì)指標(biāo)要求比較嚴(yán)格特別是硬度、色度、有機(jī)物等指標(biāo)的要求就更為嚴(yán)格，將原已經(jīng)能夠達(dá)標(biāo)排放的廢水再通過連續(xù)微濾、超濾、納濾或反滲透等一系列的膜處理后，其水質(zhì)的主要指標(biāo)相當(dāng)于地表水或市政自來水，電導(dǎo)率、懸浮物、色度等指標(biāo)明顯優(yōu)于工藝用水要求。

2.3 電鍍廢水深度處理及回用

電鍍廢水中所含有的酸、堿、重金屬鹽類等隨廢水排出會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。防止水體污染的最佳途徑是使廢水實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)。在進(jìn)行電鍍廢水治理的過程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過傳統(tǒng)物化沉淀等處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的電鍍廢水，再采用超濾和反滲透雙膜法分離技術(shù)是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的回用技術(shù)，它不僅可以使廢水回用率達(dá)到百分之75以上，而且回用水的主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到了工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 半導(dǎo)體廢水深度處理及回用

半導(dǎo)體工業(yè)的污水排放量很大，污水中的污染物成份復(fù)雜，種類也很。半導(dǎo)體工業(yè)所產(chǎn)生的污水中往往含有酸堿物質(zhì)、有機(jī)物和重金屬離子等，處理難度非常大。目前國內(nèi)通常通過合理的分類收集，再采用混凝、氣浮、沉淀、過濾、酸堿中和等物化法以及生化法等傳統(tǒng)方法進(jìn)行處理并達(dá)標(biāo)排放，如需進(jìn)一步達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)則需采用新的技術(shù)，膜分離技術(shù)則能很好地應(yīng)用在該類廢水的深度處理及回用上。對于劃膜片廢水，在原有混凝沉淀的基礎(chǔ)上，采用管式微濾膜（TMF）能較好的對該廢水進(jìn)行分離和濃縮，其出水可達(dá)到工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其濃液則排放至污泥系統(tǒng)進(jìn)行處理。對于酸堿廢水、重金屬廢水、有機(jī)廢水等在經(jīng)過初步處理以后，一般能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)可采用超濾（MBR、浸沒式超濾或壓力式超濾等）和反滲透相結(jié)合的處理方法進(jìn)行深度處理，其出水主要指標(biāo)也可達(dá)到工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

膜分離技術(shù)作為一種新型的廢水深度處理及回用技術(shù)，在國內(nèi)外已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注，具有很大的發(fā)展前景。但是目前膜分離技術(shù)也存在較為明顯的劣勢，那就是初期投資成本高，運(yùn)行成本高，因此對企業(yè)提出了較大的挑戰(zhàn)。但是，隨著科技的進(jìn)步，制膜技術(shù)將不斷改進(jìn)，更多高性價(jià)比的膜產(chǎn)品將會產(chǎn)出，運(yùn)行成本和投資成本將會不斷降低。相信在不久的將來，膜分離技術(shù)在廢水深度處理和回用領(lǐng)域?qū)蔀樽钪匾募夹g(shù)之一。

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（作者單位：深圳市超純環(huán)保股份有限公司）