膜分離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

1、引言

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，人們生活水平質(zhì)量得以提高的同時(shí)，對(duì)環(huán)境與能源問(wèn)題的重視程度越來(lái)越高。膜分離技術(shù)是一種隨著時(shí)代發(fā)展新型技術(shù)，核心是薄膜，利用它的選擇透過(guò)性，并且在外力推動(dòng)下對(duì)混合物進(jìn)行分離、提純、濃縮，用過(guò)篩的方法經(jīng)具有不同物理性質(zhì)的混合物分離開(kāi)來(lái)，或利用化學(xué)性質(zhì)將混合物分離開(kāi)來(lái)。其分離過(guò)程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)潔，耗能低，化學(xué)藥劑用量少，過(guò)程不發(fā)生危害大的副反應(yīng)，環(huán)保沒(méi)有什么大的污染，分離效率高，所需要的操作條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，因而世界各國(guó)都開(kāi)始普遍重視起來(lái)，在解決能源危機(jī)，資源短缺和環(huán)境污染治理等方面問(wèn)題上都有較大的應(yīng)用，膜分離技術(shù)在各方面也都得到了廣泛應(yīng)用如處理城市用水，海水淡化，處理工業(yè)廢水等。

2、膜分離技術(shù)處理水

2.1 飲用水的純化

膜分離技術(shù)可以解決以前許多傳統(tǒng)工藝中的復(fù)雜問(wèn)題，例如水中的微污染物和消毒副產(chǎn)物都可以被消除，并且具有優(yōu)點(diǎn)不過(guò)經(jīng)費(fèi)低，耗能低，操作簡(jiǎn)單等，所以已被大量用于處理飲用水。在飲用水的純化這方面，膜分離技術(shù)對(duì)化學(xué)藥物需求很小，是一種新的和更加有效的水處理技術(shù)。它通過(guò)控制選擇透過(guò)性膜的空隙大小，從MF、UF、NF到RO等能有效簡(jiǎn)潔地去除賈第蟲(chóng)包囊和陰胞子蟲(chóng)卵囊。利用膜分離技術(shù)還可以減輕甚至消除飲用水中的諸多問(wèn)題，例如減少消毒副產(chǎn)物濁度和色度以及溶解鹽等，從而提高飲用水的質(zhì)量，保證飲用水的安全。在許多城市也普遍進(jìn)行了分質(zhì)供水系統(tǒng)淵包括管道直飲水系統(tǒng)冤的建設(shè)。城市供水中用于生產(chǎn)的占絕大部分，僅有少部分供水為生活用水及飲用。據(jù)調(diào)查，在北京和上海等城市，已建有許多采用膜分離處理技術(shù)的分質(zhì)供水系統(tǒng)，對(duì)飲用水進(jìn)行處理，力求優(yōu)質(zhì)水，而有力的技術(shù)保障則來(lái)于純熟的膜分離技術(shù)。從20世紀(jì)60年代便開(kāi)始了將膜分離技術(shù)應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，那時(shí)很多國(guó)家開(kāi)始建立此工程的水廠用來(lái)解決各種問(wèn)題。為了除去水中高濃度的氟和鋁，芬蘭建立了過(guò)濾站，為了解決飲用水中芽孢桿菌的問(wèn)題，新西蘭建立了MF水廠。在2001年美國(guó)為了除去原水中的隱孢子蟲(chóng)也利用膜分離技術(shù)建立了NF水廠。

2.2 用于海水，苦咸水的脫鹽

我國(guó)海域遼闊，海岸線延長(zhǎng)，沿海城市也不少，然而許多沿海城市例如天津，浙江等地嚴(yán)重缺水，因此海水變成了這些城市重要的水資源。但是海水中含鹽量很多，沒(méi)法直接利用，因此需要對(duì)海水進(jìn)行脫鹽處理，運(yùn)用反滲透膜的原理，能量消耗5kW? h/m3海水還要少。何為苦咸水鑰一般天然水中且含有較高的微溶無(wú)機(jī)鹽離子，比如鈣離子，磷，鎂，鋅等無(wú)機(jī)離子，而且一般含有的總?cè)芙夤腆w含量為1000~10000mg/L，用一般方法比較難以去除。然而用膜分離技術(shù)可以相對(duì)程度地去除，苦咸水淡化工程最具競(jìng)爭(zhēng)力的方法且技術(shù)比較成熟的便是反滲透法。目前為止，在我國(guó)各經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，膜分離技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用。在反滲透苦咸水淡化工程中，添加一些阻垢劑、加酸去除進(jìn)水中的碳酸根和重碳酸根是目前常用的方法，為了減少微溶鹽的沉淀結(jié)晶，降低水回收率，避免超過(guò)溶度積。經(jīng)過(guò)多方研究，解決干旱地區(qū)的需水問(wèn)題，工業(yè)大量用水問(wèn)題，某些沿海城市缺水問(wèn)題最有效的辦法就是用膜分離技術(shù)進(jìn)行海水和苦咸水脫鹽。利用膜分離技術(shù)處理海水苦咸水脫鹽在我國(guó)已經(jīng)為廣大缺乏淡水地區(qū)提供了飲用水，而且在全國(guó)已經(jīng)推廣了集裝式水處理移動(dòng)車，是國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)開(kāi)發(fā)中心針對(duì)于苦咸水、海水淡化、流動(dòng)性作業(yè)的行業(yè)推出的一種簡(jiǎn)單省事的辦法。

2.3 膜分離技術(shù)處理電子發(fā)電工業(yè)中用水

在電子工業(yè)和發(fā)電工業(yè)領(lǐng)域我國(guó)已經(jīng)大量采用反滲透技術(shù)和電滲析技術(shù)來(lái)處理行業(yè)中用水問(wèn)題。在電子工業(yè)中需要大量的純水來(lái)清洗電子元件，而在發(fā)電工業(yè)中鍋爐也是不可避免地要消耗大量的水資源，用大量純水不僅加重成本也會(huì)造成浪費(fèi)，用膜分離技術(shù)則大大地提高效率，減少成本。不同的用途需要不同純度的水，通常是根據(jù)所需水的不同純度，采用各種不同的工藝，如單用電滲析、反滲透制一般純水，膜技術(shù)與離子交換技術(shù)結(jié)合制超純水。國(guó)家野七五冶科技攻關(guān)期間，在利用選擇性膜進(jìn)行分離處理電子發(fā)電工業(yè)取得了較大的進(jìn)步，在諸多方面頗有建樹(shù)，膜分離技術(shù)日漸成熟并在全國(guó)范圍內(nèi)大力推廣應(yīng)用。在90年代后期，國(guó)內(nèi)已有大批大、中型發(fā)電廠的鍋爐用水采用了最新的，且操作簡(jiǎn)單，軟化效率高的納濾技術(shù)，高效地解決了以往由離子交換法造成的酸堿污染的問(wèn)題。

3、膜分離技術(shù)處理城市污染廢水

城市生活污水的主要來(lái)源是由家庭生活各種原因產(chǎn)生，包括商業(yè)廢水，農(nóng)田廢水等。隨著科技進(jìn)步，人們生活水平的不斷提高，生活方式也發(fā)生了極大變化，人們對(duì)水的需求越來(lái)越大，大量的水資源被用在各種日用中，形成多樣復(fù)雜富含各種雜質(zhì)的生活污水。值得慶幸的是，近幾年來(lái)，隨著膜分離技術(shù)的不斷成熟，人們逐漸采用生物膜分離技術(shù)深度處理城市生活污水。利用這種方法來(lái)處理生活污水有很多優(yōu)點(diǎn)，它操作方便工藝簡(jiǎn)單，處理污水效果好，消耗能量少，維護(hù)量也比較小，減少成本，節(jié)約資源，加大回收利用度。

利用膜分離技術(shù)處理城市生活污水，再回收利用的水也是一種重要的水資源，可以被用在不同的途徑上。用膜分離技術(shù)可以通過(guò)選擇性濾過(guò)膜濾過(guò)污染物從而使污水濃縮，再通過(guò)反應(yīng)器發(fā)酵可以產(chǎn)生生物清潔能源，處理過(guò)的水也可以在農(nóng)田進(jìn)行灌溉，用來(lái)補(bǔ)充地表水與地下水，也可以用于消防用水，綠化用水等，如果再進(jìn)一步進(jìn)行處理，甚至可以成為飲用水，這樣就節(jié)省了一大部分的水資源，解決水資源短缺的問(wèn)題，既節(jié)省還環(huán)保。

4、膜分離技術(shù)處理工業(yè)用水

4.1 處理石油污水

由近年來(lái)我國(guó)的相關(guān)報(bào)道分析可知，隨著石油的不斷開(kāi)發(fā)，開(kāi)采過(guò)程中注入油層中水也不斷增多，因此每年采出來(lái)的原油廢水也越來(lái)越多。針對(duì)這種情況，從經(jīng)濟(jì)與環(huán)境角度來(lái)說(shuō)，回收再利用含油廢水是很有必要的。常采用野邊采油，邊治理廢水，邊向油層注水冶的措施，通常運(yùn)用膜處理技術(shù)可以很好地解決廢水問(wèn)題，對(duì)廢水進(jìn)行回注或者處理完畢再回收利用。經(jīng)過(guò)多方實(shí)驗(yàn)證實(shí)，通過(guò)中空纖維膜處理污水，水中懸浮物以及含油量都相對(duì)很少，基本滿足低滲油田注水水質(zhì)要求。而且，通過(guò)膜分離處理后水渾濁度較低，水質(zhì)比較穩(wěn)定，易于回收利。

4.2 處理化工類污水

在化工廢水處理中，膜分離技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，在工業(yè)領(lǐng)域有著越來(lái)越重要的作用。在造紙，印染，發(fā)酵等行業(yè)中產(chǎn)生的廢水中細(xì)小的顆粒較多，渾濁度較高，且污染性較大，用普通方法難以處理這類污水，將慢慢加重環(huán)境的污染。而用膜分離技術(shù)則可以有效地阻攔污水中的細(xì)小顆粒，高效處理污水廢物，相對(duì)簡(jiǎn)單化地達(dá)到環(huán)保排放要求，既減少污染，又能節(jié)省大量資源，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。

5、結(jié)束語(yǔ)

隨著生活改變，水資源短缺，環(huán)境污染的加重，人們對(duì)水的問(wèn)題也越來(lái)越重視。膜分離技術(shù)作為近來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，在多方領(lǐng)域都有很大的發(fā)展?jié)撃?，尤其是水和廢水處理中，它不僅操作簡(jiǎn)單，耗能少，效率高，而且環(huán)保，節(jié)約資源。隨著技術(shù)的發(fā)展，膜分離技術(shù)的也將不斷完善，不斷突破，相信在各個(gè)領(lǐng)域尤其水和廢水處理中也會(huì)有越來(lái)越重的分量。（來(lái)源：河南省正大環(huán)境科技咨詢工程有限公司）