膜技術(shù)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用

劉廣方

【摘 要】目前，我國已經(jīng)進(jìn)入全面的發(fā)展時(shí)期，工業(yè)水在處理過程中給生態(tài)環(huán)境所造成的危害是及其嚴(yán)重的。文章主要針對膜技術(shù)在工業(yè)水處理上的應(yīng)用展開分析和探討。

【關(guān)鍵詞】膜技術(shù)；工業(yè)廢水；水處理；超濾膜

要了解膜技術(shù)在處理工業(yè)廢水中運(yùn)用，首先要了解什么是膜技術(shù)。簡單來說，膜技術(shù)就是一種液體分離技術(shù)，這種技術(shù)的作用原理就是利用外界化學(xué)能或者電能作為推動(dòng)力，將混合物中的液體、氣體進(jìn)行提純或者分離，利用膜的選擇性原理，將有害成分滲透出來，在實(shí)際操作過程中還要充分考慮液體濃度、壓力、密度等因素。

一、工業(yè)水處理的特點(diǎn)

水資源是人類賴以生存的寶貴資源，人類生活和社會(huì)生活都需要水資源的支撐。將水分為純凈水和污水，但即使是純凈水，里面也含有許多礦物質(zhì)及其他成分。一般而言，水的溶解性較強(qiáng)，無疑給廢水處理工作又增加了難度。廢水中的污染物種類繁多，其中不乏有許多有毒物質(zhì)，因此，在處理時(shí)要做好物質(zhì)前期檢測工作，及時(shí)檢測出廢水中的有毒物質(zhì)，針對檢測方案制定相應(yīng)廢水處理對策，使廢水處理工作有針對性、目的性，致力于一步解決到位。

二、水處理膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

水膜處理技術(shù)最早起源于發(fā)達(dá)國家，目前根據(jù)不同工藝已經(jīng)建立起了種類繁多的產(chǎn)品體系，膜產(chǎn)品和工藝已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，然而，發(fā)達(dá)國家在此領(lǐng)域依然發(fā)展迅速，并根據(jù)市場的需求，不斷研發(fā)新的膜材料與膜產(chǎn)品。目前很多膜產(chǎn)品的國外企業(yè)已經(jīng)具備了優(yōu)良的產(chǎn)品和技術(shù)體系，憑借強(qiáng)大的實(shí)力和規(guī)模，目標(biāo)已經(jīng)瞄準(zhǔn)我國的水處理膜市場，手里牢牢掌握了國內(nèi)龐大的客戶群體。美國科氏公司目前擁有全世界最強(qiáng)大的膜產(chǎn)品鏈，具備生產(chǎn)不同材質(zhì)、不同種類，不同過濾精度的膜產(chǎn)品，同時(shí)在各項(xiàng)技術(shù)上穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)了世界最高水平，超濾膜和反滲透膜是該公司的主打產(chǎn)品，憑借各項(xiàng)優(yōu)勢占有了世界膜產(chǎn)品市場半壁江山，除了美國企業(yè)以外，荷蘭、奧地利、日本的一些企業(yè)也在水處理膜技術(shù)和產(chǎn)品方面具備世界先進(jìn)技術(shù)。隨著水處理膜技術(shù)被引進(jìn)國內(nèi)，我國才開始發(fā)展水處理膜技術(shù)，雖然我國的水處理膜技術(shù)發(fā)展較晚，但是最近幾年發(fā)展速度很快，到目前為止，國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批具備生產(chǎn)先進(jìn)膜產(chǎn)品，掌握先進(jìn)技術(shù)的公司，而且發(fā)展方向各不相同，都具備自己的特點(diǎn)，避免了出現(xiàn)相同產(chǎn)品進(jìn)行惡意競爭的現(xiàn)象，面對實(shí)力強(qiáng)勁的國外企業(yè)帶來的壓力，更有利于國內(nèi)企業(yè)占據(jù)市場份額。目前，隨著國內(nèi)很多公司研發(fā)出了中空纖維膜、平板膜、反滲透膜等國內(nèi)高水平膜技術(shù)產(chǎn)品，標(biāo)志著我國的膜產(chǎn)品水準(zhǔn)水平已經(jīng)越來越接近發(fā)達(dá)國家。

三、膜技術(shù)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用分析

1.超濾膜的應(yīng)用?；瘜W(xué)污水的分離、凈化和集中處理，利用膜孔大小分離污水顆粒，如污染物、離子等。超濾膜技術(shù)在化學(xué)污水處理過程中得到了廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)是可以提高污水處理的效率和質(zhì)量。超濾膜技術(shù)的主要作用是有效地去除或殺滅水中的真菌藻菌等細(xì)菌，這樣可以有效避免微生物對超濾膜技術(shù)產(chǎn)生作用，進(jìn)而影響整體工程的效果。超濾膜技術(shù)可以有效地解決這一問題，達(dá)到提高污水質(zhì)量的目的。在化工生產(chǎn)廢水處理中使用超濾膜進(jìn)行化學(xué)污水處理的過程中，由于其凈化效率高，污水處理質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)污水處理技術(shù)，不僅可以減少化學(xué)物質(zhì)的應(yīng)用。使化學(xué)污水處理更有效率，也避免二次污染的影響，因?yàn)檫@種技術(shù)可以很好的自動(dòng)化，污水處理更可靠，操作仍然很簡單，只有電腦控制系統(tǒng)中的兩份文件才能完成污水處理廠的開啟和關(guān)閉。超濾膜在化學(xué)廢水處理中還具有抗酸性和堿性的優(yōu)點(diǎn)，不能被化學(xué)物質(zhì)分解。同時(shí)，這種膜技術(shù)也具有很高的過濾精度，能有效過濾出大部分污水懸浮物質(zhì)中的膠狀細(xì)菌，因此可以用升華處理技術(shù)完成污水中某種有機(jī)污染物的處理。我國污水處理系統(tǒng)應(yīng)采用超濾膜技術(shù)尤其的常見，特別是在飲用水處理和造紙工業(yè)污水凈化等領(lǐng)域有較多的應(yīng)用。

2.反滲透膜。反滲透膜技術(shù)是基于生物細(xì)胞膜原理的水處理技術(shù)，其為具有選擇性的半透明膜狀物質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)液體濃度不同時(shí)，在滲透壓的作用下液體會(huì)朝著壓力較大的一側(cè)流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)反滲透的作用。反滲透膜技術(shù)一般用于飲用水處理中，在飲用水處理的過程中，為了保證飲用水的安全性，應(yīng)采取超低壓反滲透膜處理技術(shù)對待處理水源進(jìn)行處理，同時(shí)應(yīng)采取礦化法增加水質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值，首先需要向所需處理的水體當(dāng)中施加一定的壓力，然后利用反滲透膜技術(shù)，將膜兩側(cè)的水體進(jìn)行凈化。最后采用礦化法向水中添加合理的礦物質(zhì)。

3.微濾膜的應(yīng)用。微濾膜技術(shù)在化工廢水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。對于顆粒尺寸較大的物質(zhì)，如膠體和污水中的一些懸浮液，具有良好的去除效果。相對較小的污染物很難清除。正是在這個(gè)基礎(chǔ)上，在污水處理過程中，微濾膜通常不作為污水處理深度處理的關(guān)鍵技術(shù)，但這種膜技術(shù)可以在其他膜技術(shù)應(yīng)用之前進(jìn)行預(yù)處理。然而，微濾膜技術(shù)已經(jīng)在半導(dǎo)體污水處理過程中得到了廣泛的認(rèn)可，也需要應(yīng)用。這是因?yàn)槲V膜技術(shù)在生產(chǎn)成本的應(yīng)用上比較容易控制。此外，這種膜技術(shù)也可用于污水過濾器。優(yōu)化了防洗性能。微濾膜技術(shù)的大孔徑也使其能夠與物理污水處理技術(shù)相結(jié)合，共同預(yù)處理化學(xué)污水，使其表現(xiàn)出更好的性能，大大提高了后續(xù)污水處理技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)可以避免其他小孔膜在隨后的膜處理中堵塞，導(dǎo)致污水處理效率降低。

4.納濾膜。納濾膜以反滲透復(fù)合膜為基礎(chǔ)研發(fā)出的一種膜產(chǎn)品，在超低壓反滲透技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的延伸和改進(jìn)，納濾膜的截留粒徑在0.1～1nm之間，一價(jià)離子和小分子物質(zhì)具備較高的通過性能，工作壓力為0.5～1MPa，截留多價(jià)離子和大分子有機(jī)物是主要目的，截留分子量的大小在反滲透和超濾間。

5.電透析的原理和應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用電滲析技術(shù)時(shí)，需要使用水處理設(shè)備來完成污水處理系統(tǒng)的處理目的。利用膜分離選擇透水特性，通過建設(shè)直流電場環(huán)境，實(shí)現(xiàn)污水中的陰陽離子控制，確保相應(yīng)離子成功滲入水中，降低污水濃度，實(shí)現(xiàn)凈化目的。

四、膜技術(shù)在水處理中的發(fā)展趨勢

1.提高膜性能。膜性能作為膜技術(shù)應(yīng)用的前提，應(yīng)被重點(diǎn)關(guān)注，目前我國在膜技術(shù)應(yīng)用的過程中，所使用的膜性能較差，不能充分有效發(fā)揮分離雜質(zhì)的作用，使得水處理不能達(dá)到既定目標(biāo)，因此在膜技術(shù)研究開發(fā)時(shí)應(yīng)改善膜結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)膜性能，保證其能夠滿足正常使用需求。

2.提高膜材料制造工藝水平。膜材料是水處理膜技術(shù)的基礎(chǔ)，想要發(fā)展膜技術(shù)，首先必須在材料上有所突破，所以膜制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)在膜材料的制造水平上不斷研發(fā)創(chuàng)新，不斷利用新的科學(xué)技術(shù)手段提高膜材料的品質(zhì)，從而提高膜產(chǎn)品的性能，從目前膜技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)看，熱值相分離法制備偏氟乙烯中空纖維超濾膜是當(dāng)前的發(fā)展趨勢，從長遠(yuǎn)看來，研發(fā)具有使用壽命長、消耗小、抗腐蝕等特點(diǎn)的膜材料是未來膜材料的發(fā)展方向。

3.提高膜技術(shù)的應(yīng)用水平。在未來水處理過程中應(yīng)加強(qiáng)膜技術(shù)的使用推廣，使更多的水處理企業(yè)及地方政府認(rèn)識到膜技術(shù)在水處理過程中的優(yōu)點(diǎn)及作用范圍，在保證科學(xué)合理選擇水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選用膜技術(shù)進(jìn)行水處理。

五、結(jié)語

綜上所述，可以預(yù)見，隨著膜技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)水處理問題也將迎刃而解，相信未來膜技術(shù)在污水處理方面將會(huì)發(fā)回愈來愈大的作用，并逐漸滲透到更多領(lǐng)域，更好的推動(dòng)我國環(huán)保事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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