膜處理在工業污水中的應用

膜處理在工業污水中的應用

一、工業廢水的分類

工業企業各行業生產過程中排出的廢水，統稱工業廢水，其中包括生產廢水、冷卻水和生活廢水3種。

1、按行業的產品加工對象分類。如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、紡織印染廢水、制革廢水、廢水、化學肥料廢水等。

2、按工業廢水中所含主要污染物的性質分類。含無機污染物為主的稱為無機廢水，含有機污染物為主的稱為有機廢水。例如，電鍍和礦物加工過程的廢水是無機廢水，食品或石油加工過程的廢水是有機廢水。這種分類方法比較簡單，對考慮處理方法有利。如對易生物降解的有機廢水一般采用生物處理法，對無機廢水一般采用物理、化學和物理化學法處理。不過，在工業生產過程中，一種廢水往往既含無機物，也含有機物。

3、按廢水中所含污染物的主要成分分類。如酸性廢水、堿性廢水、含酚廢水、含鎘廢水、含鉻廢水、含鋅廢水、含汞廢水、含氟廢水、含有機磷廢水、含放射性廢水等。這種分類方法的優點是突出了廢水的主要污染成分，可有針對性地考慮處理方法或進行回收利用。

二、工業廢水對環境的污染
幾乎所有的物質，排入水體后都有產生污染的可能性。各種物質的污染程度雖有差別，但超過某一濃度后會產生危害。

1、含無毒物質的有機廢水和無機廢水的污染。有些污染物質本身雖無毒性，但由于量大或濃度高而對水體有害。例如排入水體的有機物，超過允許量時，水體會出現厭氧fubai現象；大量的無機物流入時，會使水體內鹽類濃度增高，造成滲透壓改變，對生物(動植物和微生物)造成不良的影響。

2、含有毒物質的有機廢水和無機廢水的污染。例如含氰、酚等急性有毒物質、重金屬等慢性有毒物質及致癌物質等造成的污染。致毒方式有接觸中毒(主要是神經中毒)、食物中毒、糜爛性毒害等。

3、含有大量不溶性懸浮物廢水的污染。例如，紙漿、纖維工業等的纖維素，選煤、選礦等排放的微細粉塵，陶瓷、采石工業排出的灰砂等。這些物質沉積水底有的形成“毒泥”，發生毒害事件的例子很多。

4、含油廢水產生的污染。油漂浮在水面既損美觀，又會散出令人厭惡的氣味。

5、含高濁度和高色度廢水產生的污染。引起光通量不足，影響生物的生長繁殖。

6、酸性和堿性廢水產生的污染。除對生物有危害作用外，還會損壞設備和器材。

7、含有多種污染物質廢水產生的污染。各種物質之間會產生化學反應，或在自然光和氧的作用下產生化學反應并生成有害物質。

8、含有氮、磷等工業廢水產生的污染。對湖泊等封閉性水域，由于含氮、磷物質的廢水流入，會使藻類及其他水生生物異常繁殖，使水體產生富營養化。

三、膜技術要點

膜技術，又稱，是以高分子分離膜為基礎的新型流體分離單元操作技術，其特點在于分離時不存在向的變化，僅僅通過壓力作用實現分離效果，是當下節能高效的分離技術。膜技術可利用半透膜將廢水中的溶劑或溶質分離出去，常見的膜技術包括微濾、超濾、納濾以及反滲透等。1.微濾

微濾是一種精密過濾法，利用流體壓力差，將大分子溶質或微粒進行截留，而小分子溶質或粒子可通過膜，一般可截留溶液中的黏土、淤泥以及砂礫等顆粒，還可截留藻類、隱孢子蟲、賈第蟲等。微濾主要有錯流過濾和死端過濾兩種方式，其中，錯流過濾適用于大規模應用，對于懸浮粒子的濃度、大小變化不敏感，但是膜要經常清洗，死端過濾則適用于小范圍處理，膜通常制為一次性濾芯。

2.超濾

超濾是利用壓差推動力實現的篩孔分離，膜孔徑范圍在1nm~0.055m范圍內，起初使用的超濾膜為動物臟器薄膜，后經過工業應用發展，現可使用非對稱膜，表皮層更薄，所以操作壓力更小，普遍在0.1~0.5MPa之間，膜的水透通量大約在0.5~5.0m（m.m）。實際廢水處理時，超濾膜的性能實現并不僅僅為篩分理論，其材料的表面化學特性也起到了重要作用，所以可認為超濾膜分離特性是化學性質與膜孔徑共同決定的。

3.納濾膜

納濾膜分離并不會對生物活性造成破壞，也沒有化學反應和相變，能夠有效截留相對分子質量高于200的有機小分子和高價離子，并分離蛋白質和同類氨基酸，實現分離低分子量和高分子量，成本相對較低，能夠廣泛運用于冶金、生化、環保、醫藥、化工等領域中。

4.反滲透膜

反滲透膜分離過程可有效去除有機小分子雜質和無機鹽，操作便捷，裝備簡單，更容易實現自動化，由于其分離過程是出于高壓狀態下，所以應配置耐高壓管路和高壓泵，與此同時，反滲透分離膜裝置也有著較高的進水指標，應預處理原水，隨后進行分離，為了避免發生膜污染，可定期對膜進行清洗[3]。

四、膜技術在工業廢水深度處理過程中的應用

1.造紙廢水處理深度中的應用

通過實驗，利用反滲透微濾膜裝置處理造紙廢水，造紙廢水中含有-為1085.32mg/L，為785.9mg/L，為12.5mg/L，為13.10mg/L，COD為256mg/L，電導率約為4.8μs/cm，TDS為2410mg/L，鐵為1.05mg/L，為26.28mg/L，TOC為100mg/L，通過實驗確定了反滲透膜裝置z佳工作壓力是2MPa，z佳進水量則是70l/h，以此為標準得到了較好的廢水去除效果，色度從原有的棕黃色變成透明，造紙廢水中存在的發色基團去除成功，電導率低于2μS/cm，而TDS低于35mg/L，脫鹽率達到了98%以上，TOC去除率在99%以上，平均濁度是0.2NTU，去除率在99%，各項指標表明了反滲透與微濾膜技術相結合對于造紙廢水深度處理具有良好的效果[4]。另外，使用納濾技術處理此水質，得出z佳工作壓力是1 MPa，進水量則是60 l/h，在經過微濾與納濾相結合處理后，平均電導率是3.56 μS/cm，脫鹽率為37.9%，TDS平均在17315mg/L，其去除率在35%以下，TOC值在5.27 mg/L，去除率是95%，濁度值平均為0.2 NTU，相較于反滲透與微濾裝置深度處理而言，納濾膜技術滲處理能力較差，情況允許應當使用反滲透與微濾裝置處理造紙廢水[5]。

2.冶金廢水深度處理中的應用

重金屬離子廢水對于環境具有較為嚴重的影響，想要對其進行深度處理，則需要使用膜分離技術，通過超濾膜與反滲透膜的結合，能夠有效保證其出水達到鍋爐用水標準。通過實驗，利用V1072-35-PMC膜組件處理冶金廢水，水質SDI數值小于20，濁度在14.1NTU-17.1NTU之間，含鐵量大于5mg/L，余氯為800mg/L左右，COD約為50mg/L，PH值8，利用超濾膜裝置進行處理，過濾周期時間越長，則凈水量正價越多，失水率劍俠。但是，時間過長則會影響超濾膜的滲透速率。經過超濾膜處理后，水渾濁度在14.1-17.2NTU之間時，出水渾濁度小于1.0NTU，去濁率達到了95%，由此說明了超濾膜具有較好的深度處理冶金廢水的效果。SDI是水中顆粒、膠體等能夠堵塞水純化設備的含量，作為水質指標的重要參數，在此次實驗中，通過反滲透膜技術，保證DSI穩定在3以下。而水中含有游離氯會對反滲透膜造成損壞，可以在反滲透之前將其除去，余氯在1000mg/L左右時，出水余氯在0.35mg/L左右，余氯的去除率高達99%，滿足反滲透需求。

3.皮革工業廢水深度處理中的應用

皮革工業每年將會排放超過1億噸的廢水，在廢水排放中占據的比例，其中含有較多的堿性物質，耗氧高、色度濃、懸浮物多，還存在較多的硫化物等有毒物質。因此，需要對其皮革廢水進行深度處理，可以使用超濾與反滲透雙膜技術，實現回用生產水，減少廢水排放。通過實驗，皮革廢水在實驗前水質PH值為7，濁度在45NTU，COD約為240mg/L，電導率為10800μS/cm，色度為140，小于0.1 mg/L，氨氮含量為55 mg/L，硬度約為314 mg/L，liusuan 鹽小于1500 mg/L，經過預處理后皮革廢水通過超濾系統，將水中大分子膠體、微生物等去除，再經過反滲透系統過濾。超濾處理后濁度平均值在0.4 NTU，COD去除率大于24%，SDI值低于3，后經反滲透處理，電導率為312μS/cm，脫鹽率達到了94%，COD在5-18 mg/L之間，COD去除率達到90%以上，PH值是6，氨氮濃度小于8 mg/L，通過實驗結果，可以了解到在皮革工業廢水深度處理中，可以使用超濾與反滲透雙膜技術，達到了水質回用標準。

4.化工工業廢水深度處理中的應用

化工工業廢水在經過生化、物理等處理后，可以將其中的大部分易沉淀、易生化降解直至消除。但，粗糙的處理方式并不能將其中存在的油類、懸浮物等去除，若是直接將其排放，則會造成水體污染。因此，需要將化工污水進行深度處理，便于回用生產，對于水資源日益減少的今天具有重要的意義。而對于化工深度處理技術，可以使用陶瓷微濾膜裝置，具有良好的過濾效果。通過實驗，使用陶瓷微濾膜，化工水質PH值為7.25，濁度在150NTU，COD約為75.8mg/L，電導率為3410μS/cm，油類含量為10.21 mg/L，固體懸浮物為55 mg/L，含量為361.8 mg/L，含量為231.5 mg/L，經過陶瓷微濾膜裝置過濾后，可以了解到運行壓力增大，則膜通量增加，但是降低了出水水質，其去油率達到80%，COD去除率達到60%，但是不能將化工中溶解性物質去除，還需要另外使用其他裝置增加化工工業廢水深度處理的效率。