摘要：膜集成技术是将超滤、纳滤、微滤、反渗透等多种离技术联合，各尽所长，取长补短，能获得最好的处理效果及最大的经济效益，是未来膜集成技术领域发展趋势。膜集成技术在印染废水、造纸废水、重金属废水等工业废水的深度处理过程中具有良好的技术优势和应用空间。膜集成技术不仅能实现废水的深度处理，还能实现废水中水资源和有益成分的回收利用，在废水减排的同时还能带来较好的经济效益，为循环经济、清洁生产提供了技术依托，具有良好的应用价值。因此，膜分离集成技术在工业废水处理中大规模推广前景十分广阔。本文分析了膜集成技术在工业废水处理中的应用。
关键词：膜集成技术；工业废水；废水处理
水资源的重要性毋庸置疑，相应地化工废水的有效处理和排放更不得不重视。据调查显示，我国75%的湖泊发生富营养化，90%的城市水污染严重，尤其是南方地区，缺水大部分原因在于水质污染。水污染更对人们的饮水安全及身体健康构成威胁。而膜集成技术逐渐成为专家、企业和社会认同的水处理关键技术。
1水处理中膜集成技术的工作原理及特点
1.1工作原理
膜集成技术的核心在于膜的应用，也就是通过具有选择性分离的功能薄膜材料，以其为核心进行的装置的集成与应用。相应地，膜集成技术的工作原理也取决于膜的性质。不同于传统的水处理技术，膜集成技术是通过液体里不同物质的物理性质及化学性质的差异进行选择性分离。首先，由于物理性质的差异，主要区别于体积大小、形状质量等，进行初步简单的分离。其次，根据物质内部化学性质差异，主要区别于与颗粒或膜的反应、接触膜的流速等，进行深入复杂的分离过滤。
1.2特点
1.2.1能耗少
膜集成技术发生反应时，主要还是在密度、分子大小上产生物理分离作用，即实现分离但不改变物质原本的特质，消耗的能量较少。
1.2.2设备简单、操作简单
因为原理主要在于膜的特质，所以操作起来，不需过多的人力和技术。配合目前广泛使用的PLC自控系统，分离工作也较为单纯方便。
1.2.3主要在常温下进行
由于温度差异，液体里的物质性质、形态等可能发生变化，所以一般膜集成技术对温度的要求是常温，这也减少了能量消耗。
1.2.4适用面广、应用广泛
由于膜集成技术日趋成熟，仅凭膜本身的特质和优异之处，而不需添加辅助剂等，可直接实现液体分离过滤。同时，膜集成技术对污水的种类、污染程度等没有要求，统统能够实现简单分离。因此，膜集成技术在水处理领域应用广泛。但想要更深层次的净化，还需在膜集成技术上进行科学选择。
2膜集成技术在工业废水处理中的应用
2.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆使用超滤/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。阮慧敏等用超滤/反渗透（UF-RO）的膜集成技术对印染废水进行深度处理。研究结果表明，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。
2.2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。膜集成技术的出现，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。
2.3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。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（CODC）r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。
2.4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。目前国内外进行重金属废水处理的主要方法是液膜法和离子交换法。并且主要回收的是酸水中的Ｚｎ２＋，但是难以对Ｎａ２ＳＯ４和Ｈ２ＳＯ４进行有效回收。如今的纳滤膜集成技术能够确保有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。在条件允许的情况下，甚至还可能分离回收其他离子，例如Ｎｉ２＋和Ｃｄ２＋。
3结语
随着对膜集成技术的推广，又由于该技术在处理废水方面的优势，这为未来膜集成技术的发展和应用创造了机会．膜集成技术的发展推动了废水处理的发展，给予了人们生活生产更多的便利。但是，是近几年发展起来的比较年轻的新型技术，该项技术仍然还不够成熟，大规模工业化膜分离的例子较少，更多的分离技术尚处在探索和研究的过程中，有许多存在的问题有待解决改进，这也是未来膜集成技术发展面临的挑战。一是关于膜污染以及膜稳定性不足的问题；二是到目前为止，膜组件的造价还是较高的，使成本费用高。这两个条件都在很大程度上限制了膜集成技术在废水处理中的广泛应用。不可否认的是，在可以预见的未来，膜集成技术必将得到完善，在废水处理中会得到更大规模的应用，并且在解决全球水资源中贡献自己的力量。
参考文献
［1］张荟钦，王伟，刘飞，等.膜集成技术工业废水资源化利用［C］//第二届膜法城镇新水源技术研讨会论文集.北京：膜科学与技术，2015.
［2］王立国，高从堦，王琳，等.膜集成技术处理含铜工业废水［J］.中国给水排水，2005.
论文作者:赵涛
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/18
标签：废水论文; 技术论文; 超滤论文; 废水处理论文; 重金属论文; 工业废水论文; 滤膜论文; 《建筑科技》2017年9期论文;