摘要：膜技术是近几十年迅速崛起的水处理技术，首先在饮用水处理领域得到了广泛应用，随之在造纸、食品、纺织等工业废水处理中得到了推广。膜技术虽起步较晚，但其具有容易自控、占地面积小、无变相、设备简单、操作方便、节能环保等优点，在水处理中发挥着越来越重要的作用。
关键词：膜技术；废水处理；应用
1引言
如今，各项资源尤其是水资源日益紧张，寻求高效用水的方法刻不容缓。我国相比世界其他国家，水资源更是紧缺且污染十分严重，这些都很大程度上抑制了国民经济的发展。膜技术的普及让废水回用以及物质回收变成了可能。膜技术在水处理方面的应用，以其节能环保、设备简单等特性获得了世界各国的重视，越来越成为废水处理方面不可或缺的一个关键因素。
2膜技术概述
2.1膜技术简介
我国的膜技术起源于20世纪90年代，经过多年的发展，分离膜产业已经慢慢趋于大规模应用阶段，产值也由20世纪90年代初的2亿元增长至2015年的850亿元，并有继续增长的势头。
目前的膜分离技术有多种，包括超滤、电渗析、渗析、纳滤、液膜等。在各个领域得到运用，具有广阔的应用前景。但是不可忽视的是，目前的膜分离法还存在一些阻碍其广泛发展的因素。例如，进水水质要求高、需定期清洗、运转费用高等，还需要持续的研究。
2.2膜技术原理介绍
膜技术处理废水的基本原理主要是利用了水溶液（原水）中的水分子具有穿透性的特征，使得分离膜能够保持穿过的物质不相变，并且在外力的作用下水溶液（原水）与溶质或其他杂质能够起到分离的效果，最终获得较为纯净的水，达到处理废水、提高水质的目的。
这项技术实质上是属于物理分离的范畴，物质穿过膜不发生相变，因而其能量转化率就比较高，并且分离的效率也较好，还具有节能好、易操作、能够实现自动化等优点。因此，在未来的研究中，这是很值得探索的且具有很大前途的新型水处理技术。水处理膜分离技术如图1所示。
图1水处理膜分离技术
2.3膜法技术处理的特点
与常规法相比，膜技术有如下优点：①废水处理的效率很高；②基本没有污泥产生。无需处理污泥费用；③设备的操作环境比较卫生，原因是膜技术是密闭的运行系统，没有污水臭味；④消耗的能源低。无相变分离技术，仅需泵送液时的电能；⑤设备的运行费用低，且设备易于维修保养；⑥设备投资少，占地面积小。
3膜技术在废水处理中的应用
3.1纺织废水
纺织工业产生的废水里所包含的成分是比较复杂多样的，并且在这类污水中各种物质可能发生较快的变化。目前，我国已经有部分纺织企业引进并开始应用膜分离技术处理企业的废水了。例如，宁波神鹰针织工贸有限公司，有效地利用膜分离技术来对企业中的印染污水进行处理和回用。兵器科学研究院宁波分院在纳滤膜和反渗透膜应用的基础上开发出了全新的污水处理技术，新技术的原理是在一定压力下，99.5％的水中钠离子无法通过反渗透膜，比钠离子更大的粒子更是难以穿过“筛孔”，只有较纯净的水能通过。经过膜技术处理后，水硬度低，能够被循环利用。有效的利用反渗透膜，对于印染企业来说具有十分重要的意义。不仅能够有效回收利用印染的原料，很大程度降低企业的成本费用，还有希望实现印染企业的废水零排放或者微排放的目标，节约了自来水等新鲜水的运用，对环境保护、经济效益等都是一大贡献。
3.2造纸废水
这几年来，国内中小型造纸企业废水处理方法主要是应用酸化法和超滤法。其原理是为了分离出黑液中的木质素，同时降低其中的COD和BOD。但是，随着膜分离技术的普及，又加上该技术具有低成本和占地面积小等优势，杜明等运用微滤—凝沉淀法来对造纸废水进行处理，原理是利用微滤来对纸浆进行回收，并且运用混凝沉淀来去除造纸废水中的主要污染物。在造纸企业中，利用纳滤来进行废水处理，并且实现废水中有用物质的回收，能进一步对废水排放的污染加以有效控制。潘碌亭等则是采用TOA（正三辛胺）乳状液膜法来对黑液进行有效处理，这种方法能够让COD的去除率高达98％以上，并且经过提取后的木质素还可以在日后的生产中成为其它化工的原料和产品，可以起到治理污染的同时又实现综合利用的双重效果。具体如图2所示。
图2造纸废水膜处理工艺
3.3制药废水
制药企业中所产生的废水大部分在由多种药物生产过程中所排放而形成的混合废水。之前，国内外主要运用的是厌氧－好氧生化联合处理法来进行废水处理，具有一定的效果。然而，这一方法存在着其局限性。例如，厌氧处理的工艺对温度和pH值等因素的要求是比较高的，同时，这种方法的操作范围十分有限，构筑物停留时间比较长。另一方面，利用厌氧处理的方法来处理沼气，所获得的产量小，经济价值比较低，而且处理后直接排放出去就会导致环境的二次污染，可能引起其他安全隐患。另外，单一的常规好氧生化处理方法，其弊端也是比较明显的。膜技术的出现，能够一定程度上减低难度。PW膜生物反应器技术，主要是由膜组件和生物反应器所组成，能够在一定时间内维持较高的MLSS浓度，以及维持较长的SRT时间。并且，因为膜具有隔离的作用，这就使得那些生长速度很慢的硝化细菌可以有时间在反应器里面得到积累，当MLSS逐渐提高后，硝化细菌数量也在持续增加，使得反应器硝化能力不断增强，以至于通过膜后，所出的水大多数是不含有细菌、病毒、寄生虫卵等有害物质，浊度比较低，完全符合国家规定的废水排放的标准。
3.4重金属废水
重金属废水污染是造成环境污染的因素之一。尤其是像电镀、冶金、矿山等企业都是重金属废水的高产区。在进行生产过程中会产生大量的含有铬、镍、铜、镉等金属离子的废水。如今的纳滤膜技术能够确保有90％的含重金属废水得到有效的回收或者被纯化，并且在整个分离的过程中重金属离子的浓度会随之逐步加大，甚至是可以达到回收利用的标准。
4结语
无论是饮用水处理还是废水处理领域，膜技术的应用有很大的发展潜力。但膜性质和膜工艺的局限性，以及膜污染的问题，可能会阻碍膜技术应用的推广。因此在未来的应用研究中，应克服以上困难不断改善制膜工艺，提高膜技术效率，相信膜技术将会在水处理中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]希利斯P．刘广立，赵广英，译．膜技术在水和废水处理中的应用[M]．北京：化学工业出版社，2003．
[2]王锦，潘思茹，罗东平，等．混凝预处理优化对M F膜污染的影响口]．北京交通大学学报：自然科学版，2012，6：128—132．
论文作者:吴敏喆
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/16
标签：膜技术论文; 废水论文; 废水处理论文; 水处理论文; 技术论文; 重金属论文; 膜分离论文; 《基层建设》2018年第36期论文;