對膜技術(shù)在乳品廢水處理中應(yīng)用的幾點探討

（黑龍江東方學(xué)院 黑龍江 150080）

近年來，我國乳品工業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大。在促進(jìn)市場經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的同時，排污每年給社會環(huán)境帶來巨大威脅。乳品廢水中有機(jī)物含量高，含有大量的乳脂和高濃度有機(jī)污染物的離子。如果不加以有效處理，將對排放點附近的水造成嚴(yán)重污染。目前，膜技術(shù)起著重要的作用。在乳制品廢水中，處理和反滲透技術(shù)的廣泛應(yīng)用為乳品廢水的處理提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.乳制品廢水的來源

乳品加工過程中將出現(xiàn)乳品廢水污染問題，嚴(yán)重影響我國環(huán)境保護(hù)的有效發(fā)展。這個數(shù)據(jù)的來源廢水主要包括以下兩個方面：（1）相關(guān)設(shè)備在清洗過程中產(chǎn)生的廢水，包括處理設(shè)備和包裝設(shè)備、化工、管道、原料預(yù)處理及清洗車間。（2）酸奶、奶酪、奶粉等乳制品的生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的廢水，會對環(huán)境造成污染。

表1 廢水種類及水量、水質(zhì)一覽表

通常，大部分乳制品廢水含有蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等物質(zhì)和廢物。如果不嚴(yán)格區(qū)分，廢水的組成將更加復(fù)雜，周圍水體將受到嚴(yán)重污染。乳品廢水具有以下特點：（1）有機(jī)污染物含量高，主要來自乳脂、酪蛋白等原料乳活性物質(zhì)。有機(jī)污染物的存在含氮廢水會導(dǎo)致污染物含量過高。（2）廢水排放量大，廢水成分不穩(wěn)定，受原料奶供應(yīng)、季節(jié)變化和原料奶處理工藝的影響。

2.反滲透膜技術(shù)的工作原理

在乳品廢水處理過程中，膜技術(shù)的工作原理是在同一個容器中放置兩種不同濃度的溶液，隔膜放置在這兩種溶液的交界處。在滲透壓的影響下，濃度較低的溶液會向高濃度溶液的一側(cè)流動。將流向一側(cè)，溶液兩側(cè)濃度后的流速相同。反滲透是滲透的逆過程，它可以分離溶劑和溶膠，從溶液中消失。在處理過程中，高濃度側(cè)的外部壓力超過滲透壓，滲透反過程發(fā)生了變化，高濃度的濃度發(fā)生了變化。入口溶液進(jìn)一步增加，最終分離出溶液中不同的組分。

3.反滲透膜技術(shù)在乳制品廢水處理中的應(yīng)用

(1)反滲透膜技術(shù)

反滲透膜技術(shù)在乳品廢水處理中的應(yīng)用主要是多方面的。然而，鑒于乳品廢水的復(fù)雜性組合物、反滲透膜技術(shù)不是單獨用于特定處理，在其他領(lǐng)域中，預(yù)處理工藝是污水處理的最后過程。通過過濾等工藝。反滲透膜技術(shù)能有效地提高水質(zhì)，有效地處理乳制品廢水，滿足工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，確保企業(yè)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。一般來說，乳制品廢水的主要工藝是預(yù)處理、微濾、超濾、納濾、反滲透等。具體操作如下：①在預(yù)處理過程中，化學(xué)或生物絮凝進(jìn)程主要用于移除可見的廢水中膜孔堵塞或污染物。②微濾的作用是控制分子，通常采用細(xì)胞收集法，細(xì)菌清除等。③超濾，在超濾膜的安裝中，主要是指分子量的測定。該工藝主要處理廢水中的乳糖和可溶性鹽，從而降低了廢水中的營養(yǎng)成分和鈷含量。④納濾也是一種膜處理技術(shù)，主要作用于分子量的超濾間分子，滲透和反滲透。納濾池在攔截過程中起著重要作用，乳糖和小分子有機(jī)物，被廣泛應(yīng)用于食品和乳制品廢水的處理中。

(2)反滲透膜技術(shù)在乳品廢水處理中的應(yīng)用趨勢

目前，反滲透膜處理技術(shù)還處于起步階段，在實際應(yīng)用中面臨以下問題：①無機(jī)鹽與微生物室膜污染，破壞會增加滲透膜所需的壓力。同時，為了減少膜的影響污垢后，工作人員將進(jìn)行相應(yīng)的清洗操作，但頻繁清洗操作會降低膜的使用壽命。②在乳品廢水處理中，反滲透膜技術(shù)的應(yīng)用成本較高，在能量消耗中，其中再滲透是主要的能源，對反滲透技術(shù)的發(fā)展有著不利的影響。針對上述問題，應(yīng)采取有效措施，提高膜處理技術(shù)水平，拓展未來反滲透膜技術(shù)的發(fā)展方向。

表2 處理后的水質(zhì)指標(biāo)

根據(jù)自身水質(zhì)特點，與之相關(guān)的乳品企業(yè)，可以選擇多種膜分離技術(shù)，實現(xiàn)乳品廢水的綜合利用。對于乳品廢水，有關(guān)人員必須充分認(rèn)識到廢水成分的復(fù)雜性，并采取多種方法，運用反滲透處理，結(jié)合多種膜處理技術(shù)，提高乳品廢水處理的科學(xué)性和有效性。

4.對膜技術(shù)在乳品廢水處理中應(yīng)用

(1)含油廢水處理

大面積含油廢水、壓延機(jī)、金屬切割、磨礦、精煉、管道輸送等都會產(chǎn)生含油廢水。膜分離技術(shù)被廣泛應(yīng)用于含油廢水的處理中，主要是以阿霉素為主要原料。超濾膜的處理與微濾膜采用自行設(shè)計的去膜和組裝膜處理裝置，對膜柜的各種制作方法進(jìn)行了研究。實驗結(jié)果表明：采用膜法分離機(jī)械處理后的含油污水，降低了含油濃度。分離后，含油廢水的排放已達(dá)到全國標(biāo)準(zhǔn)。

對于乳制品廢水。因為大分子在電荷膜和表面油菜膜中，電荷膜的平均滲透通量遠(yuǎn)大于未荷電膜的滲透通量。當(dāng)油濃度大于50mg/L，當(dāng)固體濃度小于25mg/L時，帶電膜油的去除率為97%，無氣膜的去除率為98%，總懸浮固體接近9%。氧化膜處理鋼鐵廠軋制乳狀液廢水，取得了滿意的結(jié)果通過測試。組織操作參數(shù)，優(yōu)化工藝綁定。提取液中油的保留率大于99%，油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.01%。該技術(shù)已在工業(yè)上得到應(yīng)用。

(2)染料廢水的處理

在染料工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量高鹽度、高色度的廢水在熔煉前產(chǎn)生，廢水中的鹽會進(jìn)一步降低廢水的可生化性，因此必須對其進(jìn)行預(yù)處理。光增白染料水溶液的可聽鹽和濃縮過程研究。當(dāng)內(nèi)酰胺的含量單體濃度在20mg/L以上的廢液，單體含量可達(dá)到10倍以上，保留率約為80%?？蓾B透液體可供使用。就像過程中的水?？晒?jié)約大量淡水和軟水，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。制備了醋酸纖維素濾膜，并對其進(jìn)行了分離。

(3)造紙廢水處理

造紙廢水一般含有大量懸浮物，為避免廢水污染。減少清洗困難和發(fā)夾頻率，直接采用一次膜點陣分離法，膜分離前最好進(jìn)行絮凝、常規(guī)過濾等預(yù)處理。目前，方案磺酸鈉造紙廢水的膜分離已進(jìn)入工業(yè)化階段。除氣浮外，膜分離對漂白廢水的毒性、色度和懸浮物的去除以及漂白廢水的處理是特別有效的。

(4)重金屬廢水處理

重金屬廢水占乳制品廢水的很大比例，例如電鍍、冶金、化學(xué)、電子、采礦鎳、鉻、銅、鉛、鎘等金離子。膜技術(shù)的應(yīng)用不僅能使廢水達(dá)到要求，也回收有用的物質(zhì)。三種單皮質(zhì)聚醚酰亞胺中空纖維膠束增強(qiáng)超濾去除水溶液中重金屬離子的效果。在膠束強(qiáng)化超濾過程中，通過流速、操作壓力、表面活性劑和濃度測定超濾膜中的金屬離子。結(jié)果表明，鎘和鉛的截留率可達(dá)99.0%以上，滲透通量可達(dá)1.83×1.0～10立方米。同時，對聚電解質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。并對生產(chǎn)中的跟蹤技術(shù)進(jìn)行了研究。重金屬離子鉀在水生成氫和氫過程中的用0.8μm和1.4μm孔徑的兩級膜過濾法制備了堿性溶液重金屬氫在氧中的操作。采用反滲透膜對銅廢水進(jìn)行了研究。當(dāng)進(jìn)水銅濃度為340mg/L時，溶液中的銅濃度小于4mg/L。

5.結(jié)論

因為膜過濾技術(shù)的分裂，它具有效率高、節(jié)能、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點，因此在脂肪廢水處理領(lǐng)域得到了很大的發(fā)展。然而，由于乳品廢水中往往含有酸、堿、油等物質(zhì)，條件比較惡劣，為了在苛刻的條件下保持良好的分離性能和較長的使用壽命，污水處理膜必須具有良好的材料性能。從這個角度來看，研制具有優(yōu)良的防污性能的濾膜具有重大戰(zhàn)略意義。由于乳品廢水的復(fù)雜性，任何單一的技術(shù)往往是不可用的。

為了達(dá)到理想的效果，相關(guān)人員必須重視膜分離技術(shù)與其他水處理技術(shù)的集成技術(shù)，并充分發(fā)揮新技術(shù)的作用?？傊?，膜分離技術(shù)不僅可以保證凈化和處理，也可從廢水中回收有用物質(zhì)。它具有環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于乳品廢水中。反滲透膜處理技術(shù)通常起著重要的作用，但在具體的應(yīng)用過程中，存在膜污染和成本高等問題。為了保證反滲透技術(shù)應(yīng)用的合理性，有效的組合處理方式有待發(fā)展。