王波 葉向東 吳雯雯

摘要：化工產(chǎn)業(yè)是我國的重要產(chǎn)業(yè)之一，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用。但是我國的化工產(chǎn)業(yè)一直都具有高能耗、高污染的特點，尤其是在化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的污水，這些污水都具有毒害性，如果不經(jīng)處理就直接排放到自然界中，不僅會對大氣、水域、土壤等造成巨大污染，同時，還會對生活在周邊的居民帶來健康隱患。在處理化工污水時，應(yīng)用膜技術(shù)能夠大幅降低污水中的毒害物質(zhì)含量，達(dá)到較高的污水凈化率，對于促進(jìn)我國環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著積極的意義。

關(guān)鍵詞：化工污水處理;膜技術(shù);應(yīng)用

引言

近年來，隨著環(huán)境問題的加劇，人們的環(huán)保意識不斷提升，而化工產(chǎn)業(yè)作為高污染的行業(yè)，也受到了人們的廣泛關(guān)注。為了推動經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展，化工污染的處理已經(jīng)成為了刻不容緩的問題，如果沒有對于化工污水采取有效的措施進(jìn)行處理，不僅會對于環(huán)境造成破壞[1]，同時，也會阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐。所以各種化工污水處理技術(shù)不斷出現(xiàn)，在實際應(yīng)用當(dāng)中也取得了一定的效果，而膜技術(shù)就是具有代表性的技術(shù)之一，能夠有效凈化化工污水，有助于促進(jìn)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益之間的協(xié)調(diào)。

1化工污水的特點

1.1排放量大

化工生產(chǎn)的過程一般都是依賴于化學(xué)反應(yīng)，這也意味著想要順利完成生產(chǎn)，對于環(huán)境因素就有一定的要求[2]，在化工生產(chǎn)過程中不可避免化學(xué)反應(yīng)的要求，且需投入大量的水資源，這些水資源經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后是很難再次投入使用，無法達(dá)到循環(huán)利用就會產(chǎn)生大量的污水。

1.2成分復(fù)雜

化工生產(chǎn)中由于涉及的化學(xué)反應(yīng)比較復(fù)雜，需要用到的原材料種類繁多，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，排出的污水中含有大量的有化學(xué)成分，這些都無法在自然中降解，對環(huán)境造成了極大的影響。

1.3具有毒性

由于化工產(chǎn)業(yè)自身生產(chǎn)流程的特性，很多化學(xué)物質(zhì)也是具有毒害性和危險性，給生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞，同時，未經(jīng)處理直接排放的污水可能會經(jīng)過生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)進(jìn)入到地下水及周邊的河湖中，對于水資源造成污染，甚至威脅到周邊居民的生命健康。

2膜技術(shù)概述

2.1膜技術(shù)的原理

處理化工污水時，主要是利用薄膜對不同物質(zhì)具有不同的透過性原理，當(dāng)污水中的混合物質(zhì)通過膜時，膜能夠結(jié)合物質(zhì)中蘊含的化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行一定的處理，對于保障產(chǎn)品的質(zhì)量有著積極的幫助[3]?，F(xiàn)階段，在化工企業(yè)中應(yīng)用到的膜有不同的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，為了保證膜技術(shù)的應(yīng)用效率和應(yīng)用質(zhì)量，但是化工污水處理中應(yīng)用到的膜技術(shù)必須具有選擇透過性，也就是能夠?qū)τ诓煌匦曰蛘呓Y(jié)構(gòu)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分離。膜技術(shù)主要的工作原理可以分為兩部分，第一部分主要是依據(jù)化學(xué)物質(zhì)的體積、質(zhì)量等進(jìn)行分離，第二部分則是依據(jù)化學(xué)物質(zhì)特性的不同進(jìn)行分離。膜產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，在熱電、印染、制藥、光伏、選礦廢水、市政及園區(qū)污水處理等多個領(lǐng)域均有應(yīng)用實例，如下圖一。

2.2膜技術(shù)的特點

首先，膜技術(shù)的分離效率能夠在極短的時間內(nèi)對于大量的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分離[4]。其次，在化工污水處理中應(yīng)用膜技術(shù)的過程中，對于能源的消耗量比較低，很大部分膜技術(shù)在分離的過程中，并不會發(fā)生狀態(tài)方面的變化。其三，膜技術(shù)在應(yīng)用的過程中對于溫度的要求不是特別高，保持在室溫狀態(tài)下即可，這樣一些對于熱比較敏感的化學(xué)物質(zhì)能夠利用膜技術(shù)進(jìn)行良好的處理。其四，膜技術(shù)中需要應(yīng)用到的分離設(shè)備對于后續(xù)維護(hù)的要求不高，即減少維護(hù)成本，可靠性又高。最后，膜技術(shù)在應(yīng)用時，需要用到的設(shè)備并不是大型設(shè)備，一般都是體積較小且移動便捷的設(shè)備，因此，在化工污水處理中，膜技術(shù)越來越受到相關(guān)企業(yè)的青睞。

2.3膜的分類

經(jīng)過多年科學(xué)研究及生產(chǎn)實踐，膜技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展，現(xiàn)階段膜技術(shù)的種類很多，而在化工污水處理當(dāng)中膜技術(shù)可以從膜結(jié)構(gòu)、膜化學(xué)組成以及膜幾何形態(tài)進(jìn)行分類。從膜結(jié)構(gòu)來看，化工污水處理中應(yīng)用到的膜技術(shù)大致上可以分為兩類，第一類是固膜，還可以分為對稱膜和不對稱膜，第二類是液膜，液膜可以存在于固體多孔支撐層中，也可以是乳液的形式。從膜化學(xué)組成來看，化工污水處理過程中需要應(yīng)用的膜的性質(zhì)也是有差異的，可以結(jié)合化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械性能、親和性能及熱穩(wěn)定性等方面的要求進(jìn)行選擇。從膜幾何形態(tài)來看，化工污水處理過程中的的膜技術(shù)共分為四種，分別是圓管式、板框式、螺旋卷式和空纖維式。

3膜技術(shù)在化工污水處理中的應(yīng)用情況

現(xiàn)階段，在化工污水處理中利用膜技術(shù)分離中不同的特性，找到化學(xué)物質(zhì)混合物在滲透過程中的差異性，并且利用這一差異，對于混合物進(jìn)行分離和后續(xù)的處理。目前，在化工污水處理中膜技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相對比較成熟，尤其是在分離方面能夠發(fā)揮出強大的優(yōu)勢，處理效率較高，能夠?qū)τ诓煌再|(zhì)的化工污水進(jìn)行處理，比如石油化工、食品加工等產(chǎn)生的化工污水等。在溫度不發(fā)生極大變動的情況下能夠不間斷的操作，并且不會對于環(huán)境產(chǎn)生二次污染，具有積極的應(yīng)用意義。一般來說，在化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水雖然成分復(fù)雜，但是其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是比較相近的，如果仍然采用傳統(tǒng)的分離方法，不僅難以達(dá)到降低成本的目的，同時，處理效果也很難保證。而通過應(yīng)用膜技術(shù)，只要能對于膜技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中的不足進(jìn)行彌補，就能夠在極大程度上提升膜技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢。化工污水處理當(dāng)中應(yīng)用的膜技術(shù)也是不同的，所有的化工污染問題并不能通過單一的技術(shù)來解決，因此，在實際應(yīng)用中可以將不同的膜技術(shù)組合起來進(jìn)行應(yīng)用，將不同膜技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，這樣不僅能夠有效降低污水處理的成本，同時，還能夠在最大程度上提升污水的凈化度。另外，還可以結(jié)合實際處理的需求，將膜技術(shù)與其他污水處理技術(shù)結(jié)合起來使用，這樣能夠達(dá)到更好的化工污水處理效果。

4化工污水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用實例

4.1微濾膜技術(shù)

利用微濾膜技術(shù)處理化工污水，主要是利用膜上的微孔進(jìn)行精密過濾，能夠過濾掉一部分固體顆粒和細(xì)小的細(xì)菌，應(yīng)用效果較為顯著，相對其他的膜技術(shù)來說，微濾膜技術(shù)過濾精度較高，可靠性強，具有一定的優(yōu)勢，因此，在一些半導(dǎo)體工業(yè)污水的處理中能夠取得良好的應(yīng)用效果。微濾膜技術(shù)的應(yīng)用能夠大幅降低生產(chǎn)成本，提升經(jīng)濟(jì)效益，同時，還能夠有效提升污水過濾器的反沖洗性。另外，目前化工污水處理中應(yīng)用的微濾膜技術(shù)主要分為有機(jī)和無機(jī)兩種形式，具有不同的優(yōu)勢和特點，在實際應(yīng)用中可以結(jié)合化工污水處理的具體要求進(jìn)行選擇。微濾膜技術(shù)還能夠與其他的污水處理技術(shù)相結(jié)合，尤其是與生物處理技術(shù)結(jié)合起來，不僅能夠在極大程度上提升污水處理的效率，還能夠切實保障污水處理的效果，污水處理質(zhì)量更高，能夠有效達(dá)到凈化污水的目的。

4.2超濾膜技術(shù)

超濾膜技術(shù)與微濾膜技術(shù)有一定的相似性，也有一定的差異，主要是差異表現(xiàn)在孔徑大小不同。在化工污水處理中應(yīng)用到的超濾膜技術(shù)，工作人員首先要考慮到孔徑的大小，對于化工污水中的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分離，以便于后續(xù)凈化工作的開展。利用超濾膜技術(shù)能夠分離化工污水當(dāng)中的固體和一些雜物，不僅對于企業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展有利，同時，還能夠避免對于周邊的生態(tài)環(huán)境造成破壞，有助于保證生態(tài)系統(tǒng)的平衡。與其他膜技術(shù)相比，超濾膜技術(shù)不僅能夠控制細(xì)菌和藻類微生物的生長速度，對于一部分細(xì)菌和藻類微生物進(jìn)行消除，同時，還能夠有效提升化工污水處理的效率，污水處理效果良好，能夠為化工企業(yè)的健康發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

4.3納濾膜技術(shù)

在實際應(yīng)用的過程中，超濾膜技術(shù)和反滲透技術(shù)有著各自的優(yōu)勢，都能夠取得不錯的處理效果，但這兩種技術(shù)都有一定的不足之處，不能夠?qū)崿F(xiàn)對于污水的完全處理。超濾膜技術(shù)和反滲透技術(shù)完成不了的一些處理任務(wù)，可以交給納濾膜技術(shù)完成。納濾膜技術(shù)不僅分離性更加良好，同時，操作起來也比較便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)將化工污水轉(zhuǎn)化為可以再次利用的水資源。也就是在實際應(yīng)用的過程中，納濾膜技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)深層次的對于化工污水進(jìn)行處理，使其能夠達(dá)到再次循環(huán)利用的標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)對于污水的回收和利用。尤其是納濾膜技術(shù)還能夠去除化工污水當(dāng)中的氣味，一些化工企業(yè)產(chǎn)生的污水會有很大的刺激性氣味，而應(yīng)用其他膜技術(shù)往往只能過濾掉一些帶有污染性的雜質(zhì)，氣味卻很難去除，而利用納濾膜技術(shù)能夠很好的解決這一問題。

4.4電滲析技術(shù)

在化工污水處理中應(yīng)用電滲析技術(shù)需要依靠膜分離設(shè)備來實現(xiàn)，比如可以應(yīng)用水處理設(shè)備。膜本身具有選擇透水性的特點，通過對于其施加直流電場，能夠發(fā)生反應(yīng)，對于陰離子和陽離子的通過加以控制，一部分離子會通過膜分離設(shè)備進(jìn)入到另外一邊的水中，這樣就能夠有效減少另外一部分水中化學(xué)物質(zhì)的濃度。在實際應(yīng)用當(dāng)中，電滲析技術(shù)的應(yīng)用范圍比較有限，主要在重金屬化工產(chǎn)業(yè)和具有放射性的化工產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用，能夠取得比較明顯的處理效果。

4.5反滲透技術(shù)

在處理化工污水時，反滲透技術(shù)的工作原理主要是利用膜兩側(cè)的濃度差，對于化工污水當(dāng)中的一些離子或者小分子物質(zhì)過濾出去，從而達(dá)到分離污染物質(zhì)、凈化污水的目的。在分離液體混合物時，能夠利用膜兩側(cè)的壓力差作為推動力，實現(xiàn)分離、純化的目的。與傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，反滲透技術(shù)主要分為三個階段，分別是滲透階段、反滲透階段以及滲透平衡階段。在滲透環(huán)節(jié)中，第一方的水會向另一個方向滲透，并且在滲透的過程中，另一個方向的水的濃度會不斷下降。在反滲透環(huán)節(jié)中，主要指的是第一方的水向另一個方向滲透時，另一個方向的水濃度會下降，而下降到一定程度后，第一方的水濃度會高于另一個方向水的濃度，這時，另一個方向的水會反過來滲透到第一方。而滲透平衡環(huán)節(jié)，就是在滲透與反滲透的過程中，利用半透膜將水中的物質(zhì)進(jìn)行分離，使得兩邊濃度相等，也就是達(dá)到了滲透平衡的狀態(tài)。

結(jié)束語：化工產(chǎn)業(yè)一直都是高污染的行業(yè)之一，其在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水會對于環(huán)境和周邊居民產(chǎn)生極大的影響。尤其是隨著化工企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)能的不斷擴(kuò)展，產(chǎn)生的污水也在不斷增多，傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)已經(jīng)很難有效的對于污水進(jìn)行處理和凈化，必須要采取更加先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行處理，才能夠更好的達(dá)到污水凈化的目的，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益之間的協(xié)調(diào)。而在化工污水處理中應(yīng)用膜技術(shù)，能夠有效降低污水中的毒害物質(zhì)，對于污水的凈化有著積極的意義。在實際應(yīng)用的過程中，化工企業(yè)也可以將不同的膜技術(shù)，乃至膜技術(shù)與污水處理技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行使用，這樣能夠進(jìn)一步提升污水處理的效果，促進(jìn)化工行業(yè)的健康發(fā)展。

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