膜技术在工业废水深度处理过程中的应用

摘要：水是人们生活中必不可少的重要资源。在以往的工业发展中，长期实施粗放式废水处理方法，其具有排放量大、利用率低的特点，排放中还会有众多毒害物质对水资源造成污染。基于此，本文将分析工业废水深度处理概念，探究膜技术在工业废水深度处理中的应用，旨在提高水资源利用率，广泛推行回用水政策。

关键词：工业废水；深度处理；膜技术应用

前言

随着工业的不断发展，尽管为人们的生活带来了越来越多的便利，但是随之出现的工业废水也加重了环境污染。人们的生活质量不断提高，工业废水污染问题也引起了人们的广泛重视，可以使用膜技术，通过将不同料液进行分离、纯化、浓缩，其主要依据孔径不同分为微滤、超滤、纳滤、反渗透膜，在深度处理工业废水中具有广泛的应用价值[1]。

一、膜技术要点

膜技术，又称膜分离技术，是以高分子分离膜为基础的新型流体分离单元操作技术，其特点在于分离时不存在向的变化，仅仅通过压力作用实现分离效果，是当下节能高效的分离技术。膜技术可利用半透膜将废水中的溶剂或溶质分离出去，常见的膜技术包括微滤、超滤、纳滤以及反渗透等。

1.微滤

微滤是一种精密过滤法，利用流体压力差，将大分子溶质或微粒进行截留，而小分子溶质或粒子可通过膜，一般可截留溶液中的黏土、淤泥以及砂砾等颗粒，还可截留藻类、隐孢子虫、贾第虫等。微滤主要有错流过滤和死端过滤两种方式，其中，错流过滤适用于大规模应用，对于悬浮粒子的浓度、大小变化不敏感，但是膜要经常清洗，死端过滤则适用于小范围处理，膜通常制为一次性滤芯。

2.超滤

超滤是利用压差推动力实现的筛孔分离，膜孔径范围在1nm~0.055m范围内，起初使用的超滤膜为动物脏器薄膜，后经过工业应用发展，现可使用非对称膜，表皮层更薄，所以操作压力更小，普遍在0.1~0.5MPa之间，膜的水透通量大约在0.5~5.0m（m.m）。实际废水处理时，超滤膜的性能实现并不仅仅为筛分理论，其材料的表面化学特性也起到了重要作用，所以可认为超滤膜分离特性是化学性质与膜孔径共同决定的。

3.纳滤膜

纳滤膜分离并不会对生物活性造成破坏，也没有化学反应和相变，能够有效截留相对分子质量高于200的有机小分子和高价离子，并分离蛋白质和同类氨基酸，实现分离低分子量和高分子量，成本相对较低，能够广泛运用于冶金、生化、环保、医药、化工等领域中。

4.反渗透膜

反渗透膜分离过程可有效去除有机小分子杂质和无机盐，操作便捷，装备简单，更容易实现自动化，由于其分离过程是出于高压状态下，所以应配置耐高压管路和高压泵，与此同时，反渗透分离膜装置也有着较高的进水指标，应预处理原水，随后进行分离，为了避免发生膜污染，可定期对膜进行清洗[3]。

二、膜技术在工业废水深度处理过程中的应用

1.造纸废水处理深度中的应用

通过实验，利用反渗透微滤膜装置处理造纸废水，造纸废水中含有-为1085.32mg/L，为785.9mg/L，为12.5mg/L，为13.10mg/L，COD为256mg/L，电导率约为4.8μs/cm，TDS为2410mg/L，铁为1.05mg/L，为26.28mg/L，TOC为100mg/L，通过实验确定了反渗透膜装置最佳工作压力是2MPa，最佳进水量则是70l/h，以此为标准得到了较好的废水去除效果，色度从原有的棕黄色变成透明，造纸废水中存在的发色基团去除成功，电导率低于2μS/cm，而TDS低于35mg/L，脱盐率达到了98%以上，TOC去除率在99%以上，平均浊度是0.2NTU，去除率在99%，各项指标表明了反渗透与微滤膜技术相结合对于造纸废水深度处理具有良好的效果[4]。另外，使用纳滤技术处理此水质，得出最佳工作压力是1 MPa，最佳进水量则是60 l/h，在经过微滤与纳滤相结合处理后，平均电导率是3.56 μS/cm，脱盐率为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%，浊度值平均为0.2 NTU，相较于反渗透与微滤装置深度处理而言，纳滤膜技术渗处理能力较差，情况允许应当使用反渗透与微滤装置处理造纸废水[5]。

2.冶金废水深度处理中的应用

重金属离子废水对于环境具有较为严重的影响，想要对其进行深度处理，则需要使用膜分离技术，通过超滤膜与反渗透膜的结合，能够有效保证其出水达到锅炉用水标准。通过实验，利用V1072-35-PMC膜组件处理冶金废水，水质SDI数值小于20，浊度在14.1NTU-17.1NTU之间，含铁量大于5mg/L，余氯为800mg/L左右，COD约为50mg/L，PH值8，利用超滤膜装置进行处理，过滤周期时间越长，则净水量正价越多，失水率剑侠。但是，时间过长则会影响超滤膜的渗透速率。经过超滤膜处理后，水浑浊度在14.1-17.2NTU之间时，出水浑浊度小于1.0NTU，去浊率达到了95%，由此说明了超滤膜具有较好的深度处理冶金废水的效果。SDI是水中颗粒、胶体等能够堵塞水纯化设备的含量，作为水质指标的重要参数，在此次实验中，通过反渗透膜技术，保证DSI稳定在3以下。而水中含有游离氯会对反渗透膜造成损坏，可以在反渗透之前将其除去，余氯在1000mg/L左右时，出水余氯在0.35mg/L左右，余氯的去除率高达99%，满足反渗透需求。

3.皮革工业废水深度处理中的应用

皮革工业每年将会排放超过1亿吨的废水，在全国废水排放中占据极大的比例，其中含有较多的碱性物质，耗氧高、色度浓、悬浮物多，还存在较多的硫化物等有毒物质。因此，需要对其皮革废水进行深度处理，可以使用超滤与反渗透双膜技术，实现回用生产水，减少废水排放。通过实验，皮革废水在实验前水质PH值为7，浊度在45NTU，COD约为240mg/L，电导率为10800μS/cm，色度为140，小于0.1 mg/L，氨氮含量为55 mg/L，硬度约为314 mg/L，硫酸盐小于1500 mg/L，经过预处理后皮革废水通过超滤系统，将水中大分子胶体、微生物等去除，再经过反渗透系统过滤。超滤处理后浊度平均值在0.4 NTU，COD去除率大于24%，SDI值低于3，后经反渗透处理，电导率为312μS/cm，脱盐率达到了94%，COD在5-18 mg/L之间，COD去除率达到90%以上，PH值是6，氨氮浓度小于8 mg/L，通过实验结果，可以了解到在皮革工业废水深度处理中，可以使用超滤与反渗透双膜技术，达到了水质回用标准。

4.化工工业废水深度处理中的应用

化工工业废水在经过生化、物理等处理后，可以将其中的大部分易沉淀、易生化降解直至消除。但是，粗糙的处理方式并不能将其中存在的油类、悬浮物等全部去除，若是直接将其排放，则会造成水体污染。因此，需要将化工污水进行深度处理，便于回用生产，对于水资源日益减少的今天具有重要的意义。而对于化工深度处理技术，可以使用陶瓷微滤膜装置，具有良好的过滤效果。通过实验，使用陶瓷微滤膜，化工水质PH值为7.25，浊度在150NTU，COD约为75.8mg/L，电导率为3410μS/cm，油类含量为10.21 mg/L，固体悬浮物为55 mg/L，含量为361.8 mg/L，含量为231.5 mg/L，经过陶瓷微滤膜装置过滤后，可以了解到运行压力增大，则膜通量增加，但是降低了出水水质，其去油率达到80%，COD去除率达到60%，但是不能将化工中溶解性物质去除，还需要另外使用其他装置增加化工工业废水深度处理的效率。