膜技术在化工废水处理中的应用

韩宏伟 范丽娟 向玉

摘 要：新时期，我国化工产业得到了快速发展，其在我国国民经济体系中占据着十分重要的地位。化工废水危害程度比较大，这在社会生产活动是在所难免的。为顺应时代的发展趋势，满足节能环保的基本要求，各个国家都在探索新型的废水处理方法，其中，膜技术成为重要产物。对此，本文就膜技术在化工废水处理中的应用展开了相关的分析与研究。

关键词：膜技术;化工废水;处理;应用

膜技术即膜过滤技术、膜分离技术，其属于一种深度水处理方式，其在化工、医药、饮料加工与食品等领域得到了广泛的应用。如今，我国工业体系日渐完善，促进了我国化工产业的进一步发展，使得国家化工生产与技术研究能力得到了大大提升，不过也带来了严重的环境污染问题。膜技术出现后，促使我国化工废水处理获取了新途径与新思路，推动了我国化工产业与环保工作的进一步发展。

一、膜技术的基本内涵与工作原理

1、基本内涵

膜技术是工业废水处理过程中应十分广泛的方式，其主要是通过某一种比较特殊的半透膜来分离水中的分子或离子，其属于一种新型流体单元操作技术[1]。在20世纪初期，膜技术是水处理方面的核心技术，发展至今，其发展速度飞快且取得了瞩目的成绩。目前，膜技术呈现多元化特点，主要有电渗析、微滤等形式，其中，电渗析膜技术具有操作自动化、节能的特点，其在整个废水处理中应用最为广泛[2]。

2、工作原理

对于膜技术而言，其核心在于膜的具体应用，其主要是通过选用具有分离功能的薄膜材料，以该薄膜材料为核心来达到装置集成和应用的目的。同时，膜技术的基本工作原理取决于膜的基本属性，其与传统的水处理技术有所不同，其主要是通过液体内物质的基本物理性质与化学性质来实现选择性分离。由于这些物质的物理性质存在差异，主要差异表现为形状、体积大小等方面，以达到初步分离的效果。另外，还要考虑物质的化学性质差异，具体的区别是接触膜的基本流速、和膜或颗粒的反应等情况，从而达到复杂分离与过滤的目的。

二、膜技术的基本特点

尽管膜技术的类型比较多，其在处理效果、技术要点与适宜环境等方面存在着比较大的差异，但是，仍旧以膜为主，其都存在着共性。从整体角度来讲，膜技术的基本特点主要表现为以下几个方面：

1）能耗少。膜技术在发生反应时，主要是在分子大小、密度方面产生物理分离的效果，其实现了基本分离但是不会改变物质的基本特质，在此种状态下消耗的能量是比较少的[3]。

2）设备操作便捷。由于膜技术的运行原理取决于膜的基本特质，因此，操作起来无需太多的技术与人力。再加之PLC自控系统的有效配合，会让分离工作变得更加便捷、高效。

3）于常温状态下运行。由于温度的差异，液体内物质的形态、性质等可能发生了变化，因此，普通膜技术在温度方面要求常温，在此种状态下使得能耗量大大减少。

4）适用范围广。当前，由于我国膜技术逐步成熟，仅仅通过膜自身的优势与特质，不用添加其他的辅助剂，能让液体实现分离与过滤[4]。此外，膜技术对污水的污染程度、种类等没有具体的要求，均能达到简单分离的目的。因此，膜技术在水处理方面的应用十分广泛。然而，若想达到更加深度的净化效果，还要选择合适的膜技术。

三、膜技术在化工废水处理中的应用

1、聚酯酯化废水处理方式

聚酯酯化废水处理技术是膜技术的一种，该技术主要是借助酯化反应来对废水中的聚酯进行有效的处理，聚酯生产废水就是聚酯在生产过程中发生了酯化反应而产生的具有有机物质的废水。此种处理技术可以依据一定的聚酯装置来对废水展开合理的分类与处理，而后使用汽提技术把乙醛等有机化学发分子进行初步的脱离，还要对有机化学大分子开展冷凝与收集。关于乙二醇含量低的问题，可选择精馏技术来冷凝收集到的乙二醇，这样会耗费较多的能量。因此，必须要选择合适的反渗透膜，还要对操作进行优化，对乙二醇实施冷凝压缩，运用精馏纯化方法来收集废水内的乙二醇，待到收集完毕后进入到汽提塔之中，乙醛等有机物质会通过汽提塔排出并进行收集[5]，而乙二醇等化学成分会在塔底位置富集，而废水会由汽提塔的底部引出，通过两级换热降温，在换热降温时，可通过一级反渗透膜来对透过液实施降温处理，等到冷却之后可进入到超滤系统，通过超滤系统的处理之后，会进入下级反渗透系统，借助高压泵来达到增加并让其进入到反渗透膜中，而透过液则会直接进入到二级反渗透系统内。在二级反渗透处理系统内，透过液需要实施浓缩，而二级透过液则会返回至一级原料管入口或者进料泵，经过浓缩的透过液则会进入到精馏塔内进行提取，等到提取之后，透过液可进行回收利用。此项技术能够大大提高废水的可生化性能，也能有效降低污水处理的成本。

2、超滤废水处理方式

膜技术是我国造纸产业生产废水的主要处理手段，其中，超滤效果最为突出。超滤废水处理方式主要是借助超滤膜的孔径来筛分废水溶液各种物质的。应用超滤法来处理纸浆废水更具环保优势，能有效避免工業废水所造成的二次污染。根据相关的调查与研究显示，工厂选择超滤法来处理纸浆厂的废水，能及时过滤出有害力资，然后，借助漂白装置把氯化合物含量控制到规定范围内，以达到废水循环利用的目的。

3、电渗析废水处理方式

电渗析主要是将直流电力视为核心推动力，其主要是借助阴阳离子交换膜对离子的训责透过性特点，以分理出水溶液内的相关离子，其主要是把离子交换法与电渗析法进行有效结合的水处理模式，就是在电渗析除盐室内填充一定的阴阳离子交换剂，借助电渗析中的极化现象来离子交换填充床实施电化学再生处理，其具备电渗析的连续性除盐与离子交换技术可深度脱盐的优势，也防止出现电渗析技术浓度极化与酸碱再生所带来的诸多问题。在填充床电渗析淡水室中包含混合的阴离子、阳离子或离子交换纤维等，两边均为浓室。其具体工作过程主要为：其一，离子交换过程。淡水室内的离子交换树脂对离子的交换，以达到去除水中离子的效果。其二，离子的选择性迁移。由于受到外电场的具体作用，水中的电解质会顺着树脂颗粒所构成的导电路径而迁移到膜的表明，还会透过一定的离子交换膜达到浓室。

4、纳滤膜技术

纳滤膜技术的应用具有一定的优势，即能够免除污水处理过程中可溶性物质对色度、硬度与异味等所产生的影响。此项膜技术的截留面的膜孔隙相对较小，约为80-1000um间，可弥补超滤膜技术所存在的不足，能形成纳滤膜生物反应器，其主要被应用到工业废水末端处理之中。

5、微滤膜技术

微滤膜的去污能力比较强，主要被应用到石化领域。由于此种技术是通过微孔实现精细化过滤，可有效过滤掉病菌等有毒物质。具体的实施方式为借助微滤膜与无机微滤膜来开展相应的去污工作，其具有快速、高效、经济实惠的基本特点。该技术充分满足了石化行业对污水去污能力的具体要求，也大大节省了时间和成本。

结束语：

综上所述，膜技术属于一种先进的处理方法，其基本运行原理主要包括化学原理与物理原理，其具有易操作、低能耗、智能化与应用范围广等特点。为达到理想的化工废水处理效果，我们应重视对膜技术的深度研究与开发，以探索出更为优质的膜技术，进而提高废水处理质量。

参考文献：

[1]李政韬.化工废水处理中膜技术的应用[J].化工设计通讯，2019，45（07）：134-135.

[2]贺利飞.化工废水处理中膜技术的运用及相关问题阐述[J].化工管理，2016（24）：149.

[3]毛国权.化工污水处理中膜技术的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（11）：158-159.

[4]林云，何如国.膜处理技术在化工废水处理中的应用[J].化工设计通讯，2017，43（06）：184-185.

[5]陈锦秀.膜技术在化工废水处理中的应用[J].化工设计通讯，2016，42（11）：20+34.