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摘要：随着我国工业化的不断发展，工业产业在给人们的生活带来便利的同时，也产生了大量的工业污染，如工业废水的排放等，这些工业污染在对环境造成影响的同时，也给人们的身体健康带来一定的威胁。因此，工业废水的处理越来越受到人们的重视，在众多的工业废水处理方式中，膜技术的运用已成为历史悠久、为人们普遍接受的工业废水处理技术。本文就结合膜技术运用在不同的工业废水处理时的主要原理进行分析。
关键词：膜技术；工业废水；处理方法
一、膜分离技术与工业废水处理回用现状
1、膜分离技术的原理和应用
膜分离技术的原理是借助具有一定选择透过特性的半透膜，在能量、浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离，由于半透膜孔径大小不同，可以允许某些组分透过膜，而其它组分被保留在混合物中，以达到分离目的。根据膜孔径不同分为：反渗透膜（RO）、纳滤膜（NF）、超滤膜（UF）、微滤膜（MF）。
表1 膜分离技术比较
废水深度处理
垃圾渗滤液处理
与传统的分离过程，如过蒸馏、结晶等分离技术相比，膜分离技术具有能耗低、分离效率高、设备简单、自动化程度高、无污染、无相变等优点。膜分离技术以其显著的优势，在液体分离，尤其是工业废水分离中有着十分广阔的应用前景。与传统的石灰软化、离子树脂技术、生物处理技术相比，膜分离技术可以更加有效、彻底地去除水中的悬浮物、胶体、无机盐和有机物，操作简单，不产生污泥，节省占地。因此，膜分离技术在饮用水水质净化、锅炉补给水处理、海水淡化、垃圾渗滤液处理等领域已得到广泛应用。工业废水处理是膜技术又一个十分重要的应用领域。
2、工业废水处理回用现状
随着我国工业技术的进一步发展，大量工业工厂应运而生。这些工厂在生产制造中会产生大量的工业废水，其中含有大量有害物质，如果不进行处理直接排放，会对环境污染，对人们的生活造成危害。由于工业废水成分复杂、多变，工业废水治理一直是水污染防治中的薄弱环节，传统的工业废水处理技术包括混凝、沉淀、生化、介质过滤、化学加药处理等。近年来，政府相继出台多项政策指导水污染防治，特别是2015年4月“水十条”发布以来，各行业密集出台相关政策，大大提高了工业废水处理的执行标准和监管力度。随着工业废水排放标准的提高，工业废水平均处理成本整体上呈上升趋势，而我国水之源愈发短缺，为了节约水资源，提高企业经济效益，近年来膜分离技术越来越的应用在工业废水的深度处理中，经过膜技术处理后的废水可回用作为生产工艺用水、锅炉补给水或循环冷却水等。根据各生产环节的不同，企业在工厂内部合理配置用水，不仅减少新鲜水的用量，还可以节约处理费用，回用水的水量和水质决定了其可靠性。
二、膜技术在处理工业废水中的应用
1、膜技术在有机废水处理中的应用
传统有机废水处理技术包括活性污泥法、生物滤池、氧化沟、SBR、A/O、A2/O、UASB等生物处理技术，存在占地大、能耗高等问题。膜生物反应器(MBR)将膜分离技术与传统生物处理技术有机结合，污泥浓度高、泥龄长,对复杂有机物有较好的处理效果，同时MBR利用超/微滤膜分离技术代替传统生物处理技术中的二沉池和介质过滤，可实现更高的悬浮物和微生物截留，经MBR处理后的出水可直接达到回用水标准。MBR因其处理效果好、剩余污泥少、占地面积小、自动化程度高等优势，在有机废水处理中得到越来越多得应用。在处理高浓度有机废水时，除传统生物处理技术和膜生物反应器(MBR)外，可以利用纳滤和反渗透对有机物70%~90%的去除率，实现废水的达标排放和回用。
2、膜技术在煤化工废水和电厂脱硫废水“零排放”中的应用
在水资源越来越短缺的今天，许多企业力求实现废水“零排放”。目前 “零排放”应用较多的行业为煤化工和电厂，核心思路是企业在工厂内部充分配置用水、节水，并对工厂内产生的废水进行处理，使其成为满足工业应用的工业用水。同时，利用蒸发和结晶技术回收废水中的NaCl、NaSO4或其他盐类，实现水资源的循环利用和“污染物”的资源化利用。煤化工和电厂废水的特点是含盐量高、成分复杂、可生化性差，直接蒸发结晶存在的投资高、能耗高、占地面积大、设备易结垢腐蚀等问题，以膜分离技术作为蒸发结晶的前处理，利用超滤、纳滤、反渗透、DTRO、STRO、UHPRO、正渗透等对废水进行软化、预分盐和最大程度的浓缩减量处理，可降低投资和运行成本，提高回用水水质和结晶盐品质。
3、膜技术在油田采出水处理中的应用
我国大部分油田己进入开采的中后期，采出液平均含水率80-90%，有些甚至高达95%，因此产生大量的油田采出水。目前，油田采出水最常见的处理方法是经过沉降→浮选→介质过滤后重新回注地层。由于回注对水中的悬浮物含量和粒径中值有较高要求，传统的处理方法很难保证水质稳定达标，尤其是悬浮物粒径中值。陶瓷微滤膜和超滤膜孔径在0.01μm-1um之间，比传统的介质过滤处理效果好，水质稳定，且具有耐高温、机械强度大、寿命长等优点，因此越来越多地应用在油田采出水处理中。另外，部分油田的采出水不能回注地层，而油田采出水含盐量高、含油高，直接外排会污染环境并危害农作物生长，所以近年来有些油田开始采用“超滤+反渗透”双膜法技术处理油田采出水，处理后的采出水可直接回用做锅炉补给水。
4、膜技术在含重金属废水处理中的应用
金属加工过程中，会产生大量的冲洗水，这些废水中含有大量的金属离子，而多数企业在处理过程中通常是将废水中含有多余的金属离子去除。这样就会达到污水处理的要求，并合理回收有效物质，膜技术的应用符合了重金属废水处理的要求，经过相关实验可以看出，在含有大量的金属离子的水中进过膜技术处理后，重金属的去除率在99%以上。因此，利用膜分离技术去除工业废水中的重金属，比传统处理方法效果更好，操作更简单。
5、膜技术在在染料废水处理中的应用
在染料行业中纳滤技术主要应用在染料废水的浓缩以及粗制染料的脱盐这两方面。通常情况下水溶性染料的相对分子质量是在300到1500之间的，纳滤技术正好适用于上述区间。在经过膜分离技术处理后的染料溶液时可以直接制成高附加值、高浓度以及低盐的液体染料产品。此外还可以制成固体粉状染料产品。应用纳滤技术能够截留大分子，从而达到分离目的。染料废水在经过处理之后将会变成两种水：浓缩浓液以及膜的淡水。淡水是可以回收当做生产用水的，浓液中也是含有有用成分的，对于这些有用成分可以当作原料。这对于降低成本是有重要意义。
6、膜技术在造纸废水处理中的应用
造纸厂在生产中产生大量的污水，运用传统的处理方法不能有效的去除其中残留的杂质和污染物，运用膜处理技术处理造纸过程中产生的污水，首先要经过沉淀处理，在进行过滤，并保持滤膜孔径的直径在0.1um，经过过滤处理之后固体悬浮物会明显下降。最后经过超滤膜，超滤膜的孔径在保持在0.04um左右，这样有机物可以被过滤掉，经过相关处理，废水中的溶液去除率可以达到97%，提高了相应的回收率，在进行超滤处理时，由于选用的膜处理的孔径不同，所以废液处理的效果也不同。通过相应的实验可以看出在一二级的作用处的漂白的效果最明显。
7、膜技术在橡胶工业废水处理中的应用
反渗透对无机盐具有很高的去除率，而橡胶工业废水成分中含量最多的恰恰就是无机盐。利用反渗透对橡胶工业废水进行处理有利于废水的资源回收，减少了橡胶废水对环境的影响。
参考文献：
[1]唐理.膜技术在工业废水处理中的应用探讨[J].低碳世界，2016 （27）：9-10.
论文作者:孙颖
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/15
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