刍议膜分离法污水处理技术

程锡叶

摘 要：在工业迅速发展的今天，大量的污水也随之产生，成为抑制工业进一步发展的难题。因此必须采用先进的技术，找到合理的治理手段。膜分离技术在污水的处理中具有传统方法无法比拟的优势，因此，必须全面了解其特点及应用方法，使污水得到更好的治理。

关键词：膜分离；污水治理；技术

近年来，我国的城市化得到很好的发展，与此同时，大量的工业废水也排入到城市水源中。这些污水含有一定的化学成分，对人类的健康具有很大的威胁。而我国部分地区处于严重缺水的状态，急需水资源的净化。因此各企业除了做到节约用水外，还要加强污水的处理工作，使污水资源得到回用。膜分离技术就是这种环境下所产生的一种新型技术，其在污水处理方面有很大的优势。

1 膜分离技术概述

1.1 膜分离技术的现状

由于污水处理的难度很大，传统技术难以满足发展的要求，而且污水处理的工作人员普遍素质过低，导致污水处理的发展一度处于停滞状态。但随着科技的发展，近年来，我国的污水处理技术获得了很大的突破，化学工艺及生物工艺都得到了很好的发展。尤其是膜分离技术的应用，为污水治理工作提供了更大的空间。

我国从70年代就开始研究膜分离技术，到目前为止，膜分离技术已经普遍应用于印钞废水、乳化油废液等多项工程中。由于膜分离技术处理水污染会产生浓缩液，因此浓缩液的处理也是技术中的关键，目前各大科研机构已经开始多种膜生物反应器的研究，为污水处理提供了科技保障。虽然膜分离技术已经取得了很大的进展，但与国外相比还存在着一定的差距，需要不断加强工艺的开发，使膜分离技术能够得到更加广泛的应用。

1.2 膜分离技术的特点

膜分离技术是一种生物技术，其在使用上具有很多生物特点。首先这种技术具有装置紧凑的特点，由于该技术不需要沉降槽来处理活性污泥，使得装置的整体体积减小，便于应用。其次膜分离技术能够处理高浓度的污水，由于这项技术能够使活性污泥保持在高浓度状态，因此能够处理较高浓度的污水，扩大了污水的处理范围。另外，膜分离技术还具有高品质处理污水的特点。由于膜技术对污染物的分离比较彻底，所得到处理水也十分澄清。同时该技术也能去除高分子污染物，使污染水得到更好的处理。该技术基本不含有病原体，无需进行消毒，使得净化的水源不仅有机物的浓度降低，总氮的浓度也得到降低。在其反应器中，大分子受膜的作用而留到反应池中，且停留的时间较长，为物质的完全讲解创造了条件。除此之外，膜分离技术还具有维护管理容易的特点，与传统的技术相比，该技术省去了沉降槽的应用，易于管理污泥的浓度，且设备较为轻便，易于操作管理。

1.3 膜分离技术的优势

与传统的生物分离技术相比，膜分离技术具有很大的优势。在应用方面，这种技术既能有效的净化污水，使水中的污染物分离，对微小分子的分离技术已经达到十分成熟的阶段，并且能够将有用的物质回收，使物质得到再利用。在装置方面，还具有易于操作、设备简单、稳定性良好、无相变以及安全性高等优势，能够有效的处理工业废水，具有良好的发展前景。

2 膜分离技术的应用

2.1 微滤技术

这种方式一般应用于污水的精密过滤，能够将污水中的细菌等微小物质分离出去，其分离组的直径可达0.03至15mm，能够充分发挥去污特性，在超纯水的终端处理中得到十分广泛的应用。在处理工业废水时，微滤可以应用于涂料行业及含油废水的处理，也可用于处理重金属废水，并在实际应用中逐渐得到完善。在研究中发现，使用无机微粒膜与氢氧化镁结合将印刷废水处理，可使脱色率达到98%甚至更高，在对膜污染的研究中也取得了很好的成果。当前我国的微粒膜研究已经基本达到世界水平，但在仪器的组建上还存在着落后现象，这也影响了对水质的深度处理。

2.2 超滤技术

超滤对于固体微粒处理有很好的效果，其分离组直径一般为0.005至10mm，在处理病毒等大分子物质上也有很好的作用，可以用于医药、食品以及制备超纯水等行业。目前超滤技术在污水的处理中应用很广，其中电泳涂料污水处理在工业污水处理中应用最多。这种技术的应用能够制备高纯度的净水，也可以处理重金属废水、含油废水及重金属废水等工业废水，还可以在处理羊毛的废水中提取羊毛脂。研究表明，超滤技术应用于炼油废水处理时，能够去除其中的悬浮物，从而降低废水的污浊度，以满足反渗透进水的要求，实现水资源的循环利用。虽然目前我国的膜组件品种还比较单一，但共混超滤膜的研究为超滤技术的发展提供了保障，使超滤技术具备了很大的优势。

2.3 纳滤技术

纳滤技术目前正处于积极的研究中，纳滤膜对分子量在200至1000的有机物具有很好的拦截作用，可以用在洗涤剂、农药及三氯甲烷等有机物的去除上。由于纳滤膜结构上的特点，使其能够应用于生化产品的处理和饮用水的制备方面。在处理工业废水时，纳滤膜能够处理含有溶剂的废水，因此能够在造纸、机械加工及电镀等领域得以应用，并逐渐发展到石油工业及日化行业的水处理中。由于某些工业含有较多的有毒有害物质，必须将这些物质彻底分离后才能排放，因此很多科研机构做了先关研究，证明了纳滤技术能够脱除石油中95%的酚，且能有效的除去汞、镍等重金属离子。我国对于纳滤技术的研究从上世纪80年代就已经开始，并之间发展完善，但目前这种技术还存在价格偏高的不足，需要进一步加强对于技术的研究。

2.4 反渗透技术

反渗透技术的应用对污水中无机盐的溶解有很好的效果，且渗透膜对很多溶质的脱除率都很高。目前这种技术主要应用于海水的淡化及苦咸水的分离，将无法处理的混合物加以分离。反渗透技术可以应用与各个领域，除用于淡化海水制备纯净水外，还可用于城市污水的处理、造纸业废水处理、冶金废水处理、化工废水处理以及医药食品等行业的废水处理，很多钢铁行业也使用这种技术来完成预脱盐工作。我国的反渗透技术已经达到十分先进的水平，且复合膜技术已经完成中式。在当前市场上，中空纤维型的膜技术一般以国产膜组建为主体，减少了进口数量。在工业中，通过引进部分关键部件，设计完成的反渗透装置得到了很好的应用，在一定程度上取代了整机进口的模式，实现经济和技术的进步。endprint

2.5 电渗析技术

我国的电渗析技术已经达到很高的水准，在技术上也领先于很多其他国家。这种技术主要应用在海水的谈化中，也可用于工业纯水的制备和引用水的处理，在放射新工业以及重金属工业中也得到很好的发展，并成为工业中处理污水的重要手段。针对其只能除去盐分而无法去除有机物的问题，各科研机构也正在采取广泛的研究，使其能够具备更好的污水处理能力。

3 新型膜分离技术的开发

基于膜分离技术的特点和不足，新型的膜分离技术也处于积极的研究与开发中，最为常见的就是液膜技术。液膜是一种乳液微粒，以悬浮的状态存在于液体之中。液膜具有与固膜相同的分离气体的作用，并且能够应用于相似的物质。在医学上，液膜可以分离很多有毒物质，将其排出体外。气态膜也是近年来发展迅速的一种膜技术，是一种气态的薄层，主要用于将两种水溶液进行分隔，通过分离挥发性溶质而达到处理污水的效果。另外，渗透蒸发也是一种新型的膜技术，能够利用不同组分溶解度的差别将组分分离。渗透蒸发技术目前已经能够将有机物从水中进行分离，且发展的速度也很快。由于这种技术需要的费用较高，一般不作为单独使用，而是多用于集成的过程，将其与其他的过程充分结合，这样既能发挥技术本身的优势，又使资金得到节约，能够达到资源优化的目的。在膜的制备工艺上，为增加膜的透气性，延长其使用时间，科研人员也在积极研发新的技术，到目前为止已经完成动态膜、点NF等先进工艺，并成为现代膜工艺研究中的重点。随着污水处理的要求不断严格，对膜技术的要求也越来越高，这使得我国的膜分离技术得到不断的发展。尤其是在工业废水的处理上，已经研发出RO膜及NF膜等先进技术，提高了污水处理的能力，有助于生态环境的建设。

4 结语

膜分离技术是现代污水处理中广泛应用的一项技术，具有设备安全性高，操作简便，稳定性强等优势，在各种工业中得到良好的发展。膜分离技术在工艺上可分为超滤、微滤、纳滤、反渗透以及电渗析等方法，这些方法的应用能够针对各种水质发挥不同的作用，使膜分离技术在各行各业中都能得到应用。目前，新型的膜分离技术也在如火如荼的进行，为膜分离技术的进一步发展提供了保障。

参考文献：

[1]舒实.膜生物反应器的系统仿真模型研究[D].湖南大学，2005.

[2]晁萌.生化法污水处理技术研究[D].大庆石油学院，2005.

[3]蔺爱国，刘培勇，刘刚，张国忠.膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展[J].工业水处理，2006（01）.endprint