膜集成技术在工业废水处理中的应用

　　随着我国城市化建设的不断发展，人们的生活质量也在不断提高。而工业化社会虽然给人们的生活提供了很大的便利，但同时也产生了大量的工业污水，并给人们的生活健康带来隐患，对周边环境造成污染。膜技术作为当前我国处理工业废水的主要方法之一，其利用自身的优势广泛适用于我国各类工业行业中。对膜技术的技术原理进行分析，并对其自身所具备的特点以及在工业废水中的应用进行探讨。

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　　膜技术概述

　　膜技术是随着现代生物学与物理学的发展而诞生的，膜技术类似于生物细胞的细胞膜，对于膜两侧的有一些物质可以选择性透过，因此，膜技术在水处理方面有着客观的前景。

　　当前的我们的所研究的膜技术，一般为分离性材料制作而成，制作出来的膜具有一些特殊的物理性质，我们所使用的膜有特殊的材料制作而成，在使用的过程中，我们的膜能够有效的将过滤物质中的杂质或有害物质过滤出来，从而达到的净化水资源的目的。膜技术的相较于传统的水处理技术，不必使用酸碱等原料对杂质进行沉降过滤，可以直接将需要处理的水通过膜技术形成的特殊膜材料，就可以将水资源进行处理，具有高效、便捷等优点。

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　　膜集成技术处理废水过程的特点

　　目前工业废水处理领域最常用的膜集成技术是将微滤、超滤膜与纳滤、反渗透膜结合，以满足各种回收利用目的废水处理工艺。使用超滤、微滤技术代替传统的预处理工艺，不但可以去除污水中含有的细菌和悬浮物，对化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）也有一定的去除效果，其出水品质远高于三级出水指标，满足后续纳滤、反渗透膜的进水水质要求，减缓了对后续膜的污染。

　　相比于常规废水处理方法，膜集成技术处理废水具有以下明显优势：

　　a）设备小，操作简单，运行及维护费用低；

　　b）操作环境优良，卫生条件符合标准，废水在密闭的系统中处理，没有污水渗透与臭味散发的危险；

　　c）处理效率高，净化污水能力强。有数据指出，常规方法处理废水的效率不超过70%，而膜集成技术可达到90%左右；此外，在色度去除率方面膜技术也比常规方法表现更卓越，不存在产生污泥现象，有效节省二次处理费用。因此膜集成技术被广泛运用于工业废水的处理中。

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　　膜集成技术在工业废水处理中的应用

　　印染废水的处理：纺织印染工业是中国传统支柱产业之一，又是排污大户，约占全国工业废水排放量的35%。印染废水因排放量大、化学需氧量（COD）高、色度深、碱性强、成分复杂等特点而成为废水治理的难点。超滤和纳滤技术都可用于处理印染废水，但是超滤对溶解性物质的脱除效果不明显。

　　若将超滤、纳滤或超滤、反渗透相结合，将超滤作为预处理步骤，不仅可减轻对纳滤膜或反渗透膜的污染，同时可提高污水处理效率，达到对污水回收利用的要求。使用超滤、纳滤双膜集成技术比单一的纳滤技术能获得了更高的水通量，经超滤、纳滤双膜集成技术处理后的废水的化学需氧量（COD）、色度和电导率等指标均达到印染废水的回用水水质要求。

　　用超滤、反渗透（UF-RO）的膜集成技术对印染废水进行深度处理，结果表明，废水回收率70%以上，化学需氧量（COD）去除率和脱盐率分别可达90%和97%，可用于印染生产工艺的回用。

　　造纸废水的处理：中国是造纸业大国，造纸业也是水污染最严重的产业之一。造纸废水中含有大量有机污染物和溶解性胶体等物质，直接排放对环境将产生重大危害。使用传统生化法不能对造纸废水进行深度处理。膜分离法中，微滤膜能截留悬浮物颗粒物、胶体物质和高分子有机化合物，反渗透膜可去除溶解性无机盐和溶解性有机物，使用膜集成技术可以对造纸废水进行有效的深度处理。

　　对经二级生化处理的造纸废水进一步深度处理的研究，研究絮凝沉淀预处理和膜集成技术深度处理废水的最佳工艺条件。结果表明，在阳离子聚丙烯酰胺和聚合氯化铝铁的添加量分别为1.5mg/L和150mg/L时对废水进行絮凝预处理，能达到超滤膜的进水要求；

　　超滤过程的压力控制在0.04MPa～0.10MPa、膜通量在12L/h～17L/h时，膜处理效果最优；再经过纳滤和反渗透处理后，废水电导率降到12μS/cm左右，总溶解性固形物（TDS）去除率达98%左右，化学需氧量（CODCr）的去除率在90%以上，水质的浊度小于0.13NTU，完全达到生产回用水质标准。

　　重金属废水的处理：随着工业的迅速发展，重金属废水大量排放，同时重金属易在生物体内富集、很难降解的特点，对生态系统和人类身体健康造成重大的危害。膜分离技术对低浓度重金属具有较好的分离浓缩作用，不仅能使废水达到排放标准，还能回收有价值的重金属资源。

　　开发了超滤、反渗透、离子交换膜集成技术系统对含胶体重金属（Cu2+）的工业废水进行深度处理和资源化利用。经过处理后水中Cu2+浓度由140.1mg/L降到1.58mg/L，电导率降为5.9μS/cm，滤出液出水水质达到生产用水标准；而浓缩液经回收浓缩系统（RO）后再进行萃取，最后通过电解回收获得铜，实现废水资源化。系统经过4a运行表明，该工艺能实现含Cu工业废水的资源化利用，每年可回收电解铜100t，产生良好的经济效应。

　　食品废水的处理：食品行业产生的废水量大、成分复杂、黏度大、色度深等特点，对环境的污染较严重。而膜分离技术因高效、环保、节能等特点，广泛应用于食品生产加工领域。味精生产过程中的废水中COD、氨氮及SO42-值浓度较高及pH低、处理难度大的特点。

　　以超滤、反渗透双膜集成法处理味精废水，结果表明：废水经处理后，COD浓度约为10mg/L，氨氮浓度小于50mg/L，SO42-浓度小于100mg/L，水回收率达80%，且回收的水可再次用于生产过程或锅炉给水。

　　膜技术在工业废水处理中应当对工业废水的具体状态、组成情况进行综合分析，然后采取有针对性的措施和解决方法，以争取达到最理想的处理效果。另外，在工业废水日常处理过程中，单纯依靠一种处理技术或许不能达到对有害物质最佳的处理效果，可以结合实际废水情况，采用两种或多种技术加以结合的方式，对废水进行最有效的处理，以有效解决工业废水对人们的生活和环境造成的困扰。