芻議膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用

張雪珠

新疆化工設(shè)計研究院有限責任公司

芻議膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用

張雪珠

新疆化工設(shè)計研究院有限責任公司

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水的處理日益成為一項核心的工作。本文主要對膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理的應(yīng)用進行了客觀的分析。

膜技術(shù)；工業(yè)廢水；聚酯酯化

前言

膜技術(shù)具有低能耗高效，無污染等優(yōu)點，因此在多領(lǐng)域得到應(yīng)用。本文以膜技術(shù)在化工廢水處理的意義為出發(fā)點，將膜集成和化工生產(chǎn)二者的過程進行有機結(jié)合，進而實現(xiàn)廢水中有害成分的顯著降低，并且最大限度的回收廢水中的有利資源。本文對膜技術(shù)在化工廢水處理的應(yīng)用進行了相關(guān)分析，最后在此基礎(chǔ)上對相關(guān)技術(shù)進行了介紹，希望能給相關(guān)人士增進一些了解。顯然，科技在不斷發(fā)展，膜技術(shù)也在不斷的更新和完善，該技術(shù)的應(yīng)用范圍一定會進一步擴大，其發(fā)揮的作用也會更加明顯，有利于化工產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

1　膜技術(shù)及工業(yè)廢水的相關(guān)概述

1.1膜技術(shù)的基本概念

膜技術(shù)是我國在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用最為廣泛的一種手段，其是通過某種較為特殊的半透膜進而對水中分子或離子進行有效分離，是新型的流體單元操作水處理技術(shù)。在 20 世紀初期，膜技術(shù)成為水處理領(lǐng)域的核心技術(shù)，截止到目前已取得令人矚目的快速發(fā)展。我國現(xiàn)階段常用的膜技術(shù)較為多樣化，有電滲析、微濾及反滲透等形式，其中電滲析膜技術(shù)具有節(jié)能及便于自動化操作的特點，在我國工業(yè)廢水處理中占主體地位。

1.2工業(yè)廢水的主要來源

我國是工業(yè)生產(chǎn)大國，在工業(yè)生產(chǎn)過程中會消耗大量的新鮮水，經(jīng)過工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)流程也會排出大量的廢水，這些廢水中大都夾帶有一定數(shù)量的生產(chǎn)原料，由于工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的不同，有些工業(yè)廢水中也會含有中間產(chǎn)品或少量成品，例如電鍍或冶金行業(yè)排出的廢水中會含有重金屬及懸浮物，而煉油行業(yè)則含有大量的油類，因此行業(yè)和生產(chǎn)工藝不同，導(dǎo)致的工業(yè)廢水類型也不盡相同。工廠在進行工藝主反應(yīng)的同時大多伴隨著一定的副反應(yīng)。副反應(yīng)產(chǎn)物數(shù)量較少，有些可以直接回收，但也有一部分副產(chǎn)物成分較為復(fù)雜，在回收困難大或回收費用較高的情況下只能將其作為廢料排棄，進而造成工業(yè)廢水污染。冷卻水的生產(chǎn)工藝中需要使用大量冷卻用水。直接冷卻是冷卻水和物料直接接觸，極易造成工業(yè)廢水。間接冷卻的冷卻物料雖不與冷卻水直接接觸，但其中需要加入殺藻劑、防腐劑等化學(xué)物質(zhì)，故使冷卻水受到不同程度的污染。

2　膜技術(shù)的意義

膜技術(shù)具有低能耗、高效，無污染等優(yōu)點，因此該技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用，當前應(yīng)用涉及生物化工、制藥以及食品生產(chǎn)等領(lǐng)域，尤其在生物化工的節(jié)能降耗、生產(chǎn)加工以及清潔生產(chǎn)方面發(fā)揮巨大的作用。目前膜技術(shù)包括超濾、納濾、微濾以及反滲透等技術(shù)，其中膜蒸餾、膜吸收以及滲透汽化等膜技術(shù)過程得到了廣泛的應(yīng)用，膜技術(shù)可以將有機化合物、生物大分子以及無機鹽等各類物質(zhì)進行有效分離，這種膜技術(shù)一方面可以有效處理和回收廢水中的各種有價值的資源，另一方面也降低了化工廢水處理的成本，從而實現(xiàn)了對化工廢水的深度處理，是我國化工廢水處理的關(guān)鍵技術(shù)。

3　膜技術(shù)在化工廢水處理的應(yīng)用

3.1聚酯酯化廢水處理技術(shù)

聚酯酯化廢水處理技術(shù)屬于膜技術(shù)的一種，聚酯酯化廢水處理技術(shù)是利用酯化反應(yīng)對化工廢水的聚酯進行處理，聚酯生產(chǎn)廢水是聚酯生產(chǎn)中的酯化反應(yīng)所產(chǎn)生含有有機物的廢水。聚酯酯化廢水處理技術(shù)可根據(jù)聚酯裝置將聚酯生產(chǎn)廢水進行分類處理，然后采用汽提技術(shù)將乙醛等有機化學(xué)大分子初步脫除，進而將乙醛等有機化學(xué)大分子進行冷凝收集?？紤]到乙二醇的含量比較低，采用精餾技術(shù)冷凝收集乙二醇會消耗大量的能量。所以選擇合適的反滲透膜并進行優(yōu)化操作，對乙二醇進行冷凝壓縮，最后通過精餾純化的方式來對廢水中的乙二醇進行收集，收集完成后進入汽提塔，乙醛等其他大分子有機物從汽提塔排出進行收集，乙二醇等有機化學(xué)成分在塔底富集，廢水從汽提塔底部引出，然后經(jīng)過兩級換熱降溫，換熱降溫時通過一級反滲透膜對透過液進行降溫，冷卻后進入超濾系統(tǒng) ，再經(jīng)過超濾系統(tǒng)處理后，進入下一級反滲透系統(tǒng)，通過高壓泵進行增壓使其進入反滲透膜堆，處理的透過液可直接進入二級反滲透系統(tǒng)，在二級系統(tǒng)處理過程中透過液要進行濃縮，二級透過液返回到一級進料泵或一級的原料罐入口，濃縮的透過液進入精餾塔進行提取，提取后的透過液進行回用。本工藝可以有效提升化工廢水的可生化性，能夠很大程度降低化工污水處理成本。

3.2聚酯樹脂廢水處理技術(shù)

聚酯樹脂是二元酸與二元醇或多元酸與多元醇濃縮的高分子化學(xué)物質(zhì)。聚酯樹脂技術(shù)主要處理化工廢水中的聚醋樹脂等有機大分子，從而回收化工廢水中的乙二醇等有機物質(zhì)，現(xiàn)在化工企業(yè)處理聚酯樹脂廢水主要用精餾回收法、有機物氧化法、生化氧化法等處理技術(shù)，聚酯樹脂廢水處理技術(shù)是采用汽提工藝將容易揮發(fā)的大分子化學(xué)成分進行脫除，再利用反滲透技術(shù)對多元醇或二元醇進行壓縮，從而進行回收。聚酯樹脂廢水處理技術(shù)是使用過濾或離心技術(shù)對酯化聚合廢水中的懸浮聚合物進行回收，然后在濾液里加入絮凝劑使之沉降，將處理后的清液導(dǎo)入汽提塔，乙醛等大分子化學(xué)有機成分從汽提塔頂處排出，乙二醇等重分子化學(xué)物質(zhì)從塔底引出，然后進行兩級換熱降溫并冷卻凝結(jié)，把凝結(jié)的透過液導(dǎo)入超濾系統(tǒng)，經(jīng)過超濾系統(tǒng)處理后的廢水進行進入下一級反滲透系統(tǒng)，通過高壓泵進行增壓使其進入反滲透膜堆，處理的透過液可直接進入二級反滲透系統(tǒng)，在二級系統(tǒng)處理中透過液要進行濃縮，二級透過液返回到一級進料泵或一級的原料罐入口，然后將濃縮的透過液導(dǎo)入精餾塔進行提取，提取后的透過液進行回用。本工藝有效回收利用大量乙二醇，使新戊二醇等有效資源得到回用，從而大大減少化工廢水中的乙二醇與乙醛等的含量，也大大降低工業(yè)廢水后期處理的負荷。

3.3超濾廢水處理技術(shù)

膜分離技術(shù)是我國處理制漿造紙工業(yè)廢水的主要技術(shù)手段，其中超濾的效果最為突出。超濾利用超濾膜的不同孔徑進而實現(xiàn)對工業(yè)廢水溶液中相關(guān)物質(zhì)的物理篩分。采用超濾法處理紙漿廢水較其他生物處理法相比具有一定環(huán)保意義，可有效杜絕排放的工業(yè)廢水對環(huán)境造成二次污染。據(jù)研究調(diào)查顯示，工廠采用超濾法處理紙漿廠的漂洗出水，有害離子被有效濾出，同時再采用漂白裝置將氯化合物的含量控制在合理范圍內(nèi)，實現(xiàn)造紙廠廢水的循環(huán)利用。

3.4電滲析廢水處理技術(shù)

電滲析以直流電力為主要推動力，利用陰陽離子交換膜對陰陽離子的選擇透過性，移出水溶液中的相關(guān)離子，它是將電滲析法與離子交換法結(jié)合起來的一種水處理方法，即在電滲析的除鹽室中填充陰陽離子交換劑，利用電滲析過程中極化現(xiàn)象對離子交換填充床進行電化學(xué)再生，它兼有電滲析技術(shù)的連續(xù)除鹽和離子交換技術(shù)深度脫鹽的優(yōu)點，又避免了電滲析技術(shù)濃差極化和離子交換技術(shù)中的酸堿再生等帶來的問題。填充床電滲析淡水室裝有混合陰、陽離子交換樹脂或裝填離子交換纖維等，兩邊是濃室（與極室在一起）。它的工作過程一般分為三個步驟：（1）離子交換過程，淡水室中的離子交換樹脂對水中電解質(zhì)離子的交換作用，達到去除水中的離子；（2）離子選擇性遷移，在外電場作用下，水中電解質(zhì)沿樹脂顆粒構(gòu)成的導(dǎo)電傳遞路徑遷移到膜表面并透過離子交換膜進入濃室。

4　結(jié)語

近年來，隨著我國相關(guān)機構(gòu)及科研人員對膜技術(shù)研究的逐步深入，有效改善了制膜工藝，大量具有科學(xué)前瞻性的新型膜材料相繼問世，為我國環(huán)境友好型社會的全面構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。

［1］侯立安，張林.膜分離技術(shù)：開源減排保障水安全［J］.中國工程科學(xué)，2014，11（12）：10- 16.

［2］ 田崇著. 國內(nèi)外聚酯生產(chǎn)廢水處理技術(shù)的進展［J］. 紡織導(dǎo)報，2010 （11）：65-67.