郑翔鹏 刘善举 乔立柱
山东美泉环保科技有限公司 山东济南 250000
摘要：膜技术是一种高效、低能耗和易操作的液体分离技术，在水处理领域有很好的应用前景。但由于废水的复杂性，单一膜技术很难达到处理要求，而且容易导致膜的污染及损坏。本文主要对膜集成技术在水处理中的应用进行了简要的分析。
关键词：膜集成技术；水处理；应用
1膜技术概述
膜技术是现代污水处理厂中比较常见的一类物理处理方法，表现出了较为理想的作用价值，并且也具备着较大的发展应用潜力。膜处理技术的应用原理主要是借助于浓度梯度、电势梯度以及压力梯度三个不同的动力进行污染物的分离过滤，对于污水污染物质和水形成理想的分离效果，达到污水净化的目的，将污水中可能存在的各类污染威胁因素降到最低。膜技术原理是物理分离，不涉及到较多的化学反应，进而能在污水处理中表现出理想的特殊性，具体作用价值主要表现在以下几个方面：
（1）空间占地小。对于膜技术在污水处理厂中的有效布置，因为其体积相对比较小，不需要过多的土地空间，相关设备较为简单，能够实现设备的灵活布置，避免了场地因素的限制而影响污水处理厂的建设。另外，从对周围环境的影响来看，膜技术还表现出了较为理想的清洁性，不会对环境带来二次污染及产生其它卫生问题。
（2）净化能力强。对于膜技术在污水处理方面的实际运用，其还能够表现出较为理想的净化水平，能够针对污水进行有目的地全方位净化，如此也就能够避免了任何污染成分的遗留，尤其是对于一些较为繁杂的污水资源，其能够通过多层过滤膜的设置，实现各类污染物质的彻底滤除，达到有效净化目的，避免了后续污水排出对于周围环境的污染。
（3）经济优势明显。结合膜技术在污水处理中的有效运用，其在经济方面同样也表现出了较为明显的优势，因为膜技术所用设备的运行费用比较低，部分膜工艺前期投入相对较高，但其在后续长期运行中也不需要投入过高的维修保养费用，进而也就实现了较为理想的经济运行效果，这也是该技术手段在污水处理中广泛运用的一个重要原因。
2膜集成技术
鉴于膜过程各有利弊，为适应不同应用体系，可采用“集成膜过程”，将各种膜过程组合起来取长补短。进入21世纪以来，膜集成工艺日益成为浓缩技术领域的新生长点，如超滤／纳滤集成浓缩活性多糖；超滤／纳滤集成纯化大蒜素；陶瓷膜微滤／卷式超滤膜／纳滤膜集成制备茶黄素；微滤／超滤／纳滤集成浓缩黄
芩苷；超滤／纳滤集成浓缩益母草生物碱等研究方兴未艾。其中，反渗透的高透水速率与膜蒸馏在高浓度物料浓缩方面具有的优势，使得反渗透与膜蒸馏的组合己成为膜集成浓缩工艺的亮点。如Ｃａｓｓａｎｏ等的ＵＦ／ＲＯ／ＯＤ（渗透蒸馆，膜蒸馏技术之一）集成、Ｔｏｒｕｎ的ＭＦ／ＲＯ／ＯＤ集成等，均为膜集成浓缩工艺成功之作。
3膜集成技术在水处理的应用
3.1石化废水深度处理
石化废水含污染物质复杂，且石油类对有机膜材料有一定的危害，用双膜法处理石化废水可实现回用。安兴才等人采用CMF+RO膜集成技术对石化行业排水进行了深度处理后回用，其悬浮物和有机物去除率均达到95%以上。车春波采用CMF+RO双膜集成系统深度处理哈尔滨石化公司的石油化工排水，经过CMF+RO双膜系统处理后，产水的浊度小于2NTU，平均下降93.6%；pH为6.0~7.5；电导率小于200μS/cm，平均下降为96.5%；COD小于5mg/L，平均下降96.3%，完全达到回用水质标准要求，产水可作为锅炉补充水使用。王文正等人采用CMF+RO膜集成技术处理某石化企业动力厂排放水，研究结果表明，膜集成系统对浊度去除率达99.3%以上，脱盐率在90%以上，有机物去除率在93.9%以上，产水浊度<1NTU，pH在6~7.5之间，电导率＜160μS/cm，COD在5mg/L以下，达到了冷却水的水质标准，满足回用水的水质要求。
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3.2含重金属废水深度处理
含重金属废水直接排放到水环境，对环境污染严重，也极大危害人类健康。侯书芳等人采用UF+RO膜集成技术处理山东某电子有限公司碱性含铬电镀漂洗水，研究表明，经处理后出水中Cr6+浓度由140.1mg/L降到1.58mg/L，电导率由110μS/cm下降到10.5μS/cm，出水pH由10.0降至7.2左右，并且该处理系统实现创收的价值约5.4万元/月，创造了一定的经济效益。周立等采用UF+RO双膜集成工艺深度处理铅锌冶炼废水，取得了较好的效果，工艺出水电导率低100μS/cm，出水总硬度低于10mg/Ｌ；一级RO、二级RO脱盐率分别在97%和95%以上，系统回收率达82.5%，出水水质可达到《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)。
3.3造纸废水深度处理
造纸废水排放量大，COD、SS含量高，色度值大，是工业上比较难处理废水之一。王森等人利用MF+NF+RO膜集成技术对造纸废水进行了深度处理回用研究，系统最终产水电导率降到12μS/cm，TDS去除率达98%，CODCr去除率大于90%，完全可达到生产回用水质要求。朱潇潇等采用MF+NF双膜法处理造纸废水进行了研究，结果表明，单独MF对溶解性有机物去除效果不佳，而在之前加入絮凝剂则可有效降低CODCr；NF可去除水中各种杂质离子，对硬度去除效果较好。PizzichiniM等人利用MF+RO集成膜技术造纸厂废水进行了回用处理，结果显示，总系统产水TDS15mg/L，电导率70μS/cm，去除率达97.6%，TOC约1mg/L，去除率达99.7%，整个系统回收率达80%，产水可直接回用。
3.4煤化工废水深度处理
煤化工行业具有耗水量大、排放废水量大且高污染等特点。近些年来，随着水资源的严重匮乏以及人们对环保的高度重视，煤化工的行业发展受到严重制约。将膜集成技术应用于煤化工废水的回用处理当中，实现废水资源化再利用，则可促进煤化工行业的发展。吴雅琴等人根据某煤化工企业高盐废水具体水质，设计运用RO+NF集成膜工艺处理经过预处理软化后的产水，原水采用循环水系统排污水和中水回收系统排放的RO浓盐水，废水经集成膜后，出水SO42-浓度为5.1mg/L，NF对SO42-的截留率大于99.5%，理想的将SO42-和Cl-进行了分离；通过后续蒸发结晶与分质结晶工艺，生产的产品氯化钠纯度为96.8%，硫酸钠纯度为97.5%，完全满足92%以上的工业盐纯度要求，使废水达到了零排放的目的。王伟思等人利用UF+RO双膜工艺在山西某煤化工公司水处理车间针对煤化工废水进行的实践结果表明，该双膜工艺对原水具有较高的抗冲击性，超滤产水效果稳定，出水浊度低于0.5NTU，SDI15值低于3。
3.5钢铁厂废水深度处理
钢铁行业耗水量极大，产生的废水量也大，普遍存在废水循环利用低的现象，利用双膜法处理钢铁行业废水可有效提高废水的循环利用。马世虎采用CMF+RO集成膜工艺处理天津某联合钢铁有限公司的钢铁生产废水，处理后出水水质COD未检出，总硬度不超过2mg/L，碱度低于1mg/L。董金冀等人在邯钢冷轧脱盐水站应用UF+两级RO双膜法工艺对钢铁废水进行回用处理，其中一级RO产水电导率为40~80μs/cm，脱盐率≥97%，可做循环水的补水；二级产水水质稳定，产水电导率为2~4μs/cm，脱盐率≥94%，水质可完全满足锅炉、冷轧酸洗、漂洗等系统的用水的要求。
4结语
膜分离技术在21世纪进入成长期，将与光纤、纳米、超导等技术一起成为未来工业的六大新技术之一。目前，利用几个膜分离过程或者将膜分离技术与其它分离技术集成起来，各尽所长，达到最好的处理效果及最大的经济效益，是今后发展的重点之一。此外，针对不同分离对象的成分及性质，研制适用的新型膜材料及其膜组建也是未来重点研究的方向之一。
参考文献：
[1]吴雅琴,申屠勋玉,杨波,朱圆圆,丁逸洲.膜集成技术在煤化工高盐废水资源化中的应用[J].煤化工,2016,44(04):6-9.
[2]刘匆.生态集成水处理系统处理虾池污水的应用与构想[J].水产科技,2001(03):30-31.
[3]王庆吉,张姝妍,王浩,段晓军,杨洋.膜集成除盐水处理工艺的中试[J].广东化工,2010,37(04):140-141.
论文作者:郑翔鹏,刘善举,乔立柱
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第7期
论文发表时间:2018/7/23
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