袁李圣

摘 要：在工业水处理中，膜分离技术具有重要意义，它对于提高水质、降低资源消耗以及提高环保性方面都具有重要作用。在工业水处理过程中，膜分离技术的主要运用包括有机化工废水处理、轻工废水处理以及冶金和电镀废水处理三个方面。

关键词：膜分离技术；工业水处理

自上世纪60年代开始，膜分离技术逐渐发展起来。作为一种新的废水分离技术，膜分离技术历经半个多世纪发展，已经在众多领域中被应用。从膜分离技术诞生起，其优越性就显现出来，作为一种清洁、节能的分离技术，膜分离技术的主要优势在于制作工艺简单、成本低廉、避免资源过度消耗以及绿色环保等特点，不仅能有效净化工业废水，还能合理地回收废水中的有用物质。因此在我国的工业水处理过程中，采用膜分离技术正逐渐成为主流趋势。

一、膜分离技术概述

（一）基本内容

膜分离技术的制造工艺较为简单，所用材料也很容易制得。运用一张具有选择通过性的薄膜，在对其进行较为复杂的加工之后，经外力推动分离混合液，在对混合液进行分解后，通过其它工艺进行提纯精加工，这样一来就可以实现工业水处理。在进行混合物分离时，由于其物理性质的区别，分离的工艺也会随之转变。作为新兴的分离技术，膜分离技术能够对混合液中具有不同物理性质和化学性质的成分进行分离[1]。关于膜分离的原理，主要是由于溶液的不同成分具有不同的渗透性能，因此它们对膜的选择也存在区别，利用这一区别，就能够精确控制分离的物质。

（二）基本特点

第一，通过膜分离技术过滤的工业水具有较高水质。传统分离技术最多能够做到微米级分离，并且成本较高；但膜分离技术则可以对具有较高沉淀的纳米级物质进行准确分离。因此膜分离技术不但能够有效过滤工业水中的毒物、色度等，还能有效过滤工业水中的病毒病菌及有机物。

第二，膜分离技术对资源的消耗较小。传统分离技术在处理工业水的过程中，主要通过吸收、萃取等方式进行物质提取，从而实现分离；但膜分离技术则不会因使用而导致自身性能的改变，可以重复利用多次，相对而言降低了消耗量。另外，膜分离技术对温度的要求不苛刻，因此也可以减少热消耗。

第三，膜分离技术具有绿色环保特点。和传统分离技术比起来，膜分离技术具有较高的工作效率，通常不会因设备过大而占据较大面积。而在化学用药方面，膜分离技术不需要再添加化学药剂，因此也不会在处理工业水的过程中再产生新的有害物质，从而达到环保要求。

二、膜分离技术在工业水处理中的应用

（一）有机化工废水处理

在处理有机废水的过程中，膜分离技术对于染料、含酚废水及硝基苯氨废水等工业废水的处理方面具有明显效果。杨品钊等人在运用膜技术处理工业废水时，以兰-113B作为表面活性剂，选择氢氧化钠作为内相试剂的组成溶液，对含硝基废水进行处理，同时对传质动能学进行研究。万印华等人对处理高浓度含酚废水时采用膜技术的效果进行研究，最终除酚率超过99.9%，证明膜技术在处理含酚废水方面具有非常好的效果，并且具有较高的经济效益和较高的环境效益。鲁军等人研究了采用膜分离技术处理高浓度含盐工业废水的效果，主要为4-硝基甲苯-2硫磺（NTS），最终证明NTS的去除率超过了99%。潘碌亭等人通过运用膜技术处理工业废水，对膜处理后的乳液进行低电压破乳，得到浓缩溶液，实现了对工业废水的综合利用[2]。沈力等人对膜技术处理硝基苯胺废水的能力进行了研究，表面活性剂为兰-113B，萃取剂为溶剂油，内相试剂为盐酸，此次处理溶液浓度为250mg/L，当进一步处理废水后，废水达到了国家排放标准。

（二）轻工废水处理

在进行轻工废水处理时，主要的废水类型包括柠檬酸废水、造纸废水等轻工废水，都充分应用了膜技术。张芳等人对草浆CEH漂白废水的超滤处理进行相应研究，当通过A膜和C膜作为一、二级联合处理CEH漂白废水，膜通量为16L/（m2·h）时，对溶液中主要污染成分BOD5的去除率超过了60%，对主要污染成分CODcr的去除率为85%以上，对主要污染成分TOC的去除率超过了70%。薛建军对单阳膜处理造纸轻工废水的效果进行研究，经过试验，单阳膜技术不仅有效回收了纸质过程中残留的化学药品，还能够极大地降低主要污染物CODcr的含量，效果十分明显[3]。而潘碌亭等人通过运用膜分离技术对柠檬酸废水进行处理研究，成功将溶液中的柠檬酸提取出来，同时有效降低了废水的主要污染物CODcr，这对于经济效益的提升和环境效益的保持都具有重要意义。

（三）冶金和电镀工业废水处理

采用膜分离技术，除了能够使电镀及冶金废水最终达到能够排放的标准之外，还可以对有用物质进行合理回收利用。Lahiere等人通过运用陶瓷膜的方式，对废水中所含重金属离子进行分离处理，主要方法为：加入碱性物质中和溶液，使溶液产生氢氧化物，再运用两种孔径的膜分别过滤，两种孔径分别为1.4和0.8。这样一来，重金属溶液中氢氧化物的含量就会从原先的0.01%以上下降至0.002‰不到。Chai等人通过运用RO过滤膜处理含铜废水中的有害物质，经过试验研究，溶液中铜的浓度在进行膜处理后，由原来的超过300mg/L下降为4mg/L以下，达到了99%以上的去除率[4]。

三、案例简析

以某煤化工集团为例，该集团自2011年-2016年年平均产醋酸40万吨，工业水处理净化系统包括1座原水净化站以及预脱盐水站项目。

该集团工业水处理项目主要采用的工艺装置为赛诺中空纤维膜超滤系统，有效运用了膜分离技术对工业废水进行净化处理。在采用膜分离技术后，具体处理效果如下：

此项目每小时可处理3万吨废水，每套使用赛诺膜SMT600-P50组件104支，总共4套组件，使用膜量416支组件，运行通量为63.2LMH，回收率在95%以上。后期反渗透项目的处理量达到每日2.8万吨工业水，每套使用陶氏BW30-365-FR膜315支，总共4套，使用膜量1260支，运行通量20LMH，回收率在75%以上。该项目完全能够稳定处理每日3万立方米工业水，并且在水成分复杂的情况下依然可以正常稳定运行，排放水完全符合国家标准。

结束语

综上，采用膜分离技术已经成为新时期重要的工业水处理方式，膜技术的发展，不但推动了社会经济的和科技的发展，同时也为我国实现可持续发展目标，打下了坚实的基础。

参考文献：

[1] 康为清，时历杰，赵有璟等.水处理中膜分离技术的应用[J].无机盐工业，2014，46（5）：6-9.

[2] 王少兵，王厚朋.膜分离技术在化学工业中的应用[J].当代石油石化，2016，24（5）：26-31.

[3] 范胤祯.工业水处理中膜分离技术的应用研究[J].化工管理，2014，（12）：84-84.