1、膜分離技術簡介

1.1 膜分離技術

所謂的膜分離技術，就是指由于分子水平的不同，分子粒徑不盡相同的混合物在通過半透膜時，會發生分離的現象，半透膜常常又稱為濾膜或者是分離膜，半透膜的膜壁上充滿了小孔，由于半透膜上膜壁孔徑的大小不同，可以將其分為：超濾膜、微濾膜、反滲透滲出膜、納濾膜等，膜分離采用錯流過濾方式。膜分離技術具在有常溫下操縱、選擇性好、高效節能、無化學變化、無相態變化、在生產過程中不產生污染等眾多特點，因此膜分離技術被廣泛應用于生物制藥、發酵、植物提取、飲用水凈化、廢水處理、化工、除菌等多個領域。因為分離膜具有其獨特的機能和結構，所以其在水資源再生以及環境保護等方面都可以發揮很大作用，并且在環境工程中，尤其是中水回用、廢水處理等方面有著非常大的作用，也可以說前景不可估量。

1.2 膜分離技術原理

膜分離技術完全不同與傳統的過濾，膜分離是一種物理過程，膜可以在分子范圍內進行分離，不需要添加任何分離劑。由于混合物不同的物理性質如體積、質量、幾何形狀等，可使用膜分離技術使混合物得以分離，并且由于其通過分離膜有不同的速度，也可以依據此將其分離。

2、廢水處理中對超濾膜分離技術的應用

2. 1 超濾膜簡介

所謂超濾，就是用壓力來驅動，使膜得以分離的過程，其分離的篩選機理是，根據分子不同的大小及形態來進行分離。約自1960年來，超濾技術發展地很快，從實驗規模到工業單元操作技術，其發展速度之快，得以證明其眾多優勢，如今，超濾技術已在醫藥、食品、高純水制備、工業廢水處理及生物技術工業等得到廣泛應用；且電泳涂漆過程普遍被應用于對工業廢水的處理方面，超濾將來有眾多的發展方向，如工業廢水處理以及城市污水處理等領域。

2.2 超濾膜在廢水處理中的應用

（1）城市污水的處理。

現如今，隨著社會的發展，人們越來越重視環境質量，但要使環境污染得以有效減少，就必須重視對生活污水的再利用，它也有著很重要的作用，并且，對生活污水再利用也可以有效解決水資源的短缺問題。對污水的處理，一般不只是用超濾，還需要聯合其他不同的處理方法進行處理，對已經過濾后的污水，可以用超濾技術進行處理，但要想使得水的色度、濁度以及有機物進一步降低，則要用到二級出水。由于造紙用水、循環冷卻水等對水質要求不高，因此，超濾出水可用于此，也大大節約了水資源。

（2）含油廢水處理。

在石化行業以及機械行業中，其產生的含油廢水形式主要包括分散油、漂浮油和乳化油這三種，其中，分離難度最大莫過于乳化油。用化學法或電解破乳使油粒凝聚的費用較高，而超濾就不需要破乳直接可將油水分離，特別適用于高濃度乳化油的處理和回收。在對乳化油廢水處理的過程中，會用到超濾技術，這是因為超濾膜可以完全阻止油粒子的通過，而超濾膜卻能允許活性劑的透過，隨著濃度的增加，油粒子可以不斷粗粒化，然后成為漂浮油，就會浮在液面上，再用撇油裝置將其完全撇除。

（3）電泳涂漆水處理。

所謂的電泳涂漆，就是將底漆鍍在冰箱、汽車、摩托車等物件的殼體，在渡漆工作完成后，對浮漆處理，即需要用水漂洗，但是為了將洗出漆的損失降到最低，且為了達到工藝的要求，回收漆的工作必須將漆水進行分離，而回收漆最高效的方法也用到超濾，經該操作后漆就能返回漆槽，進行回收再次利用，而清水也能繼續使用，這樣不僅使漆的利用率大大提高，而且對污水處理工作量也大大降低。

（4）洗毛水的處理。

洗毛水的產生主要來源于毛紡過程、皮毛加工這兩個方面，羊毛脂是洗毛水中的一種組成成分。對洗毛水的回收，也用到了超濾法，該方法不只是可以將廢水中的羊毛脂進行回收，也可以將洗毛水回收。

3、納濾膜分離技術在廢水處理中的應用

3.1 納濾膜簡介

納濾膜是在近幾年來開始發展起來的，它一般運用于分子量較低的污染物的分離中，它有著納米級的膜孔徑，并且是介于超濾膜與反滲透膜之間的一種具有創新性特點的分離膜，結構特點十分新穎，帶有多種電荷，其溶質荷電狀態、荷電性能和相互作用在很大程度上影響著它的行為。

3.2 納濾膜在廢水處理中的應用

3.2.1 含重金屬廢水的處理

在合金生產或是金屬加工工作結束之后，要對機器進行清洗工作，結束之后我們會發現，在清洗水中含有鐵、鋅、鎳等多種重金屬離子并且濃度十分高，出現這種情況時，我們可以選擇使用納濾膜技術，它不僅可以使清洗水中的重金屬離子的含量縮小到原來的1/10左右，而且還可以在濃縮的同時回收90%以上的清洗廢水，使廢水變得純凈，再次利用。除此之外，濃縮后的重金屬還可以再次回收利用，使價值翻倍，在條件允許的情況下，溶液中的其它不同的金屬納濾膜技術也可以分離。

3.2.2 造紙廢水的處理

在造紙廢水中，內部含有的大部分有機物是帶負電的，但由于納濾膜帶有正電，因此在過納濾膜時很容易被截留，所以它對納濾膜不會產生太大的污染。相似的，用納濾膜技術處理含有多種有色化合物如硫酸木質素等的廢水，既能去除90%以上的化學需氧量，而且與聚砜超濾膜相比，膜通量要高出三倍以上。

3.2.3 化學工業廢水的處理

在處理化學工業廢水的過程中，通常采用的方法是先濃縮，然后再進行曝氣若是焚燒，由于濃縮鹽度較高的廢水時會對暖氣裝置或是焚燒爐造成很大的腐蝕，所以要特別注意盡可能最大程度上去除廢水中的鹽分。除此之外，許多大分子有機物不能降解，這也存在于廢水中，而納濾膜技術的使用可以有效解決出現的這些問題，納濾膜在將廢水中的大分子有機物濃縮的同時讓鹽分從中透過，從而達到分不同級別不同處理的效果。在濃縮之后，廢水的含鹽量變低，這就可以去曝氣，而透過液則可經過生化處理之后變成對環境或是人體危害程度較小的排放液。

3.2.4 石油工業廢水的處理

在開采石油和煉制的過程中，產生的廢水含有多種無機鹽以及有機物等等，成分十分復雜。采用納濾膜技術可將原油產生的廢水分離成無油的鹽水相以及富油的水相，接下來在新鮮的供水中加入富油相，然后再進行洗油工作，這樣既可以節約水資源，又可以回收原油。部分石油工業廢水中含有大量的酚類物質，這類物質有很強的毒性，在經過脫除之后才能排放，而納濾膜技術正好可以解決這個問題，它脫除酚的效果特別好，可以達到95%以上，而且在成本相同的情況下，可以更高效地脫除石油工業廢水中的鈦、汞、鎳等重金屬離子。

4、液膜分離技術在廢水處理中的應用

4.1 液膜簡介

液膜是以液體為材料的膜，可以分為支撐液膜以及乳狀液膜兩種。液膜模擬生物膜的結構特征，通常由表面活性劑、流動載體和膜溶劑這三種物質組成。它利用生物學上的選擇透過性原理，膜兩側溶質的濃度差是其進行傳質的動力。液膜分離的過程從實質上來說是萃取與反萃取的相互結合，其分離的機理有許多種，其中包括有載體的非離子型和離子型液膜的遷移作用以及無載體液膜的化學反應、吸附和萃取。

4.2 液膜在廢水處理中的應用

（1）處理含酚類物質的工業廢水時，采用液膜法可以提高除酚率，而且使用時操作簡便，流程簡單，還可處理各種濃度的含酚類物質的廢水。有許多學校或是相關研究人員做過多次實驗，反復證明了液膜處理技術有很強的去酚效果，可達99.5％以上，并且還可以循環利用油相。目前，我國液膜技術的使用范圍越來越廣，除酚效果也越來越好，也在逐漸進入工業應用階段。

（2）分離工業廢水中的無機酸或是有機酸，美國某學校的教授做了關于用液膜技術除去廢水中的有機酸成分的實驗，研究結果也表明，液膜處理技術可以除去95%左右的有機酸成分，在剩余物中間甲酚含量較多。

5、結束語

依據上述說明，我們可以大膽的預料，隨著相關政策法規的不斷鼓勵、成本的降低以及技術的日趨成熟等，在工業廢水的處理中，膜分離技術將會越來越受歡迎，應用上也更加普及。（來源：河南省正大環境科技咨詢工程有限公司）