膜處理在工業(yè)污水中的應用

膜處理在工業(yè)污水中的應用

一、工業(yè)廢水的分類

工業(yè)企業(yè)各行業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水，統(tǒng)稱工業(yè)廢水，其中包括生產(chǎn)廢水、冷卻水和生活廢水3種。

1、按行業(yè)的產(chǎn)品加工對象分類。如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、紡織印染廢水、制革廢水、廢水、化學肥料廢水等。

2、按工業(yè)廢水中所含主要污染物的性質(zhì)分類。含無機污染物為主的稱為無機廢水，含有機污染物為主的稱為有機廢水。例如，電鍍和礦物加工過程的廢水是無機廢水，食品或石油加工過程的廢水是有機廢水。這種分類方法比較簡單，對考慮處理方法有利。如對易生物降解的有機廢水一般采用生物處理法，對無機廢水一般采用物理、化學和物理化學法處理。不過，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，一種廢水往往既含無機物，也含有機物。

3、按廢水中所含污染物的主要成分分類。如酸性廢水、堿性廢水、含酚廢水、含鎘廢水、含鉻廢水、含鋅廢水、含汞廢水、含氟廢水、含有機磷廢水、含放射性廢水等。這種分類方法的優(yōu)點是突出了廢水的主要污染成分，可有針對性地考慮處理方法或進行回收利用。

二、工業(yè)廢水對環(huán)境的污染
幾乎所有的物質(zhì)，排入水體后都有產(chǎn)生污染的可能性。各種物質(zhì)的污染程度雖有差別，但超過某一濃度后會產(chǎn)生危害。

1、含無毒物質(zhì)的有機廢水和無機廢水的污染。有些污染物質(zhì)本身雖無毒性，但由于量大或濃度高而對水體有害。例如排入水體的有機物，超過允許量時，水體會出現(xiàn)厭氧fubai現(xiàn)象；大量的無機物流入時，會使水體內(nèi)鹽類濃度增高，造成滲透壓改變，對生物(動植物和微生物)造成不良的影響。

2、含有毒物質(zhì)的有機廢水和無機廢水的污染。例如含氰、酚等急性有毒物質(zhì)、重金屬等慢性有毒物質(zhì)及致癌物質(zhì)等造成的污染。致毒方式有接觸中毒(主要是神經(jīng)中毒)、食物中毒、糜爛性毒害等。

3、含有大量不溶性懸浮物廢水的污染。例如，紙漿、纖維工業(yè)等的纖維素，選煤、選礦等排放的微細粉塵，陶瓷、采石工業(yè)排出的灰砂等。這些物質(zhì)沉積水底有的形成“毒泥”，發(fā)生毒害事件的例子很多。

4、含油廢水產(chǎn)生的污染。油漂浮在水面既損美觀，又會散出令人厭惡的氣味。

5、含高濁度和高色度廢水產(chǎn)生的污染。引起光通量不足，影響生物的生長繁殖。

6、酸性和堿性廢水產(chǎn)生的污染。除對生物有危害作用外，還會損壞設備和器材。

7、含有多種污染物質(zhì)廢水產(chǎn)生的污染。各種物質(zhì)之間會產(chǎn)生化學反應，或在自然光和氧的作用下產(chǎn)生化學反應并生成有害物質(zhì)。

8、含有氮、磷等工業(yè)廢水產(chǎn)生的污染。對湖泊等封閉性水域，由于含氮、磷物質(zhì)的廢水流入，會使藻類及其他水生生物異常繁殖，使水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化。

三、膜技術(shù)要點

膜技術(shù)，又稱，是以高分子分離膜為基礎(chǔ)的新型流體分離單元操作技術(shù)，其特點在于分離時不存在向的變化，僅僅通過壓力作用實現(xiàn)分離效果，是當下節(jié)能高效的分離技術(shù)。膜技術(shù)可利用半透膜將廢水中的溶劑或溶質(zhì)分離出去，常見的膜技術(shù)包括微濾、超濾、納濾以及反滲透等。1.微濾

微濾是一種精密過濾法，利用流體壓力差，將大分子溶質(zhì)或微粒進行截留，而小分子溶質(zhì)或粒子可通過膜，一般可截留溶液中的黏土、淤泥以及砂礫等顆粒，還可截留藻類、隱孢子蟲、賈第蟲等。微濾主要有錯流過濾和死端過濾兩種方式，其中，錯流過濾適用于大規(guī)模應用，對于懸浮粒子的濃度、大小變化不敏感，但是膜要經(jīng)常清洗，死端過濾則適用于小范圍處理，膜通常制為一次性濾芯。

2.超濾

超濾是利用壓差推動力實現(xiàn)的篩孔分離，膜孔徑范圍在1nm~0.055m范圍內(nèi)，起初使用的超濾膜為動物臟器薄膜，后經(jīng)過工業(yè)應用發(fā)展，現(xiàn)可使用非對稱膜，表皮層更薄，所以操作壓力更小，普遍在0.1~0.5MPa之間，膜的水透通量大約在0.5~5.0m（m.m）。實際廢水處理時，超濾膜的性能實現(xiàn)并不僅僅為篩分理論，其材料的表面化學特性也起到了重要作用，所以可認為超濾膜分離特性是化學性質(zhì)與膜孔徑共同決定的。

3.納濾膜

納濾膜分離并不會對生物活性造成破壞，也沒有化學反應和相變，能夠有效截留相對分子質(zhì)量高于200的有機小分子和高價離子，并分離蛋白質(zhì)和同類氨基酸，實現(xiàn)分離低分子量和高分子量，成本相對較低，能夠廣泛運用于冶金、生化、環(huán)保、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域中。

4.反滲透膜

反滲透膜分離過程可有效去除有機小分子雜質(zhì)和無機鹽，操作便捷，裝備簡單，更容易實現(xiàn)自動化，由于其分離過程是出于高壓狀態(tài)下，所以應配置耐高壓管路和高壓泵，與此同時，反滲透分離膜裝置也有著較高的進水指標，應預處理原水，隨后進行分離，為了避免發(fā)生膜污染，可定期對膜進行清洗[3]。

四、膜技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理過程中的應用

1.造紙廢水處理深度中的應用

通過實驗，利用反滲透微濾膜裝置處理造紙廢水，造紙廢水中含有-為1085.32mg/L，為785.9mg/L，為12.5mg/L，為13.10mg/L，COD為256mg/L，電導率約為4.8μs/cm，TDS為2410mg/L，鐵為1.05mg/L，為26.28mg/L，TOC為100mg/L，通過實驗確定了反滲透膜裝置z佳工作壓力是2MPa，z佳進水量則是70l/h，以此為標準得到了較好的廢水去除效果，色度從原有的棕黃色變成透明，造紙廢水中存在的發(fā)色基團去除成功，電導率低于2μS/cm，而TDS低于35mg/L，脫鹽率達到了98%以上，TOC去除率在99%以上，平均濁度是0.2NTU，去除率在99%，各項指標表明了反滲透與微濾膜技術(shù)相結(jié)合對于造紙廢水深度處理具有良好的效果[4]。另外，使用納濾技術(shù)處理此水質(zhì)，得出z佳工作壓力是1 MPa，進水量則是60 l/h，在經(jīng)過微濾與納濾相結(jié)合處理后，平均電導率是3.56 μS/cm，脫鹽率為37.9%，TDS平均在17315mg/L，其去除率在35%以下，TOC值在5.27 mg/L，去除率是95%，濁度值平均為0.2 NTU，相較于反滲透與微濾裝置深度處理而言，納濾膜技術(shù)滲處理能力較差，情況允許應當使用反滲透與微濾裝置處理造紙廢水[5]。

2.冶金廢水深度處理中的應用

重金屬離子廢水對于環(huán)境具有較為嚴重的影響，想要對其進行深度處理，則需要使用膜分離技術(shù)，通過超濾膜與反滲透膜的結(jié)合，能夠有效保證其出水達到鍋爐用水標準。通過實驗，利用V1072-35-PMC膜組件處理冶金廢水，水質(zhì)SDI數(shù)值小于20，濁度在14.1NTU-17.1NTU之間，含鐵量大于5mg/L，余氯為800mg/L左右，COD約為50mg/L，PH值8，利用超濾膜裝置進行處理，過濾周期時間越長，則凈水量正價越多，失水率劍俠。但是，時間過長則會影響超濾膜的滲透速率。經(jīng)過超濾膜處理后，水渾濁度在14.1-17.2NTU之間時，出水渾濁度小于1.0NTU，去濁率達到了95%，由此說明了超濾膜具有較好的深度處理冶金廢水的效果。SDI是水中顆粒、膠體等能夠堵塞水純化設備的含量，作為水質(zhì)指標的重要參數(shù)，在此次實驗中，通過反滲透膜技術(shù)，保證DSI穩(wěn)定在3以下。而水中含有游離氯會對反滲透膜造成損壞，可以在反滲透之前將其除去，余氯在1000mg/L左右時，出水余氯在0.35mg/L左右，余氯的去除率高達99%，滿足反滲透需求。

3.皮革工業(yè)廢水深度處理中的應用

皮革工業(yè)每年將會排放超過1億噸的廢水，在廢水排放中占據(jù)的比例，其中含有較多的堿性物質(zhì)，耗氧高、色度濃、懸浮物多，還存在較多的硫化物等有毒物質(zhì)。因此，需要對其皮革廢水進行深度處理，可以使用超濾與反滲透雙膜技術(shù)，實現(xiàn)回用生產(chǎn)水，減少廢水排放。通過實驗，皮革廢水在實驗前水質(zhì)PH值為7，濁度在45NTU，COD約為240mg/L，電導率為10800μS/cm，色度為140，小于0.1 mg/L，氨氮含量為55 mg/L，硬度約為314 mg/L，liusuan 鹽小于1500 mg/L，經(jīng)過預處理后皮革廢水通過超濾系統(tǒng)，將水中大分子膠體、微生物等去除，再經(jīng)過反滲透系統(tǒng)過濾。超濾處理后濁度平均值在0.4 NTU，COD去除率大于24%，SDI值低于3，后經(jīng)反滲透處理，電導率為312μS/cm，脫鹽率達到了94%，COD在5-18 mg/L之間，COD去除率達到90%以上，PH值是6，氨氮濃度小于8 mg/L，通過實驗結(jié)果，可以了解到在皮革工業(yè)廢水深度處理中，可以使用超濾與反滲透雙膜技術(shù)，達到了水質(zhì)回用標準。

4.化工工業(yè)廢水深度處理中的應用

化工工業(yè)廢水在經(jīng)過生化、物理等處理后，可以將其中的大部分易沉淀、易生化降解直至消除。但，粗糙的處理方式并不能將其中存在的油類、懸浮物等去除，若是直接將其排放，則會造成水體污染。因此，需要將化工污水進行深度處理，便于回用生產(chǎn)，對于水資源日益減少的今天具有重要的意義。而對于化工深度處理技術(shù)，可以使用陶瓷微濾膜裝置，具有良好的過濾效果。通過實驗，使用陶瓷微濾膜，化工水質(zhì)PH值為7.25，濁度在150NTU，COD約為75.8mg/L，電導率為3410μS/cm，油類含量為10.21 mg/L，固體懸浮物為55 mg/L，含量為361.8 mg/L，含量為231.5 mg/L，經(jīng)過陶瓷微濾膜裝置過濾后，可以了解到運行壓力增大，則膜通量增加，但是降低了出水水質(zhì)，其去油率達到80%，COD去除率達到60%，但是不能將化工中溶解性物質(zhì)去除，還需要另外使用其他裝置增加化工工業(yè)廢水深度處理的效率。