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膜技术在化工污水处理中的应用
来源:广州超禹膜分离技术有限公司     发布时间:2020-09-03 11:13     
        近年来,随着人们环保意识和环保观念的不断增强,化工污水的处理质量和处理措施受到了人们的广泛关注和高度重视。同时随着城市化进程的不断加快,化工污水的处理已成为当前较为重要的问题,若污水问题处理不当,不仅影响城市的正常运行和发展,还可能导致污染物在环境中不断渗透和积累,因此需要利用科学的处理方法,对化工污水进行有效处理,做到污水达标排放。当前各种污水处理技术及方法层出不穷,膜技术作为现阶段化工企业废水处理的一项代表性技术,在化工污水处理过程中,通常将高效的膜技术和活性污泥法有机结合,能除去污水中的有毒有害物质,达到污水净化的效果,降低污水中的各类污染威胁因素。
 
1、化工污水处理中膜技术的基本概述:
1.1 膜技术的基本分类:
       根据相关数据调查显示,膜技术是二十世纪六十年代后期迅速崛起的一门分离技术,与传统的分离技术相比,此项技术的分离质量和效率具有明显的优势,因此被广泛地应用于日常的大多数工业生产中,并在二十一世纪的工业技术改革中发挥了重要的战略性作用。
       随着我国社会主义市场经济的不断发展和科学技术的不断进步,膜技术的研发工作也取得了突破性进展,无论是技术种类还是应用范围囊括了工业的方方面面。因此,对膜技术进行全面系统的了解和划分是确保企业长期稳定发展的重要基础。
       一般来讲,若按膜结构进行分类,化工污水处理中膜可分为固膜和液膜两大类,其中固膜分为对称膜和不对称膜,液膜分为存在于固体多孔支撑层中的液膜和以乳液形式存在的液膜 ;若按化学组成进行分类,化工污水处理中用到的各种膜的性质也不尽相同,而其中化学稳定性、热稳定性、机械性能和亲和性能是膜材料化学组成分类的重要依据 ;若按几何形态进行分类,化工污水处理中的膜组成结构可分为板框式、圆管式、螺旋卷式和空纤维式四种,且在膜技术的使用过程中,这四种膜组件是膜分离装置的基本分离单元。
  
1.2 、膜分离技术的工作特点:
       与传统的分离技术相比,新型分类技术——膜技术的分离是一个高效的分离过程,它能将相对分子量几千甚至几百的物质进行分离,弥补了早期分离技术中只能对大分子物质进行分离的不足,且在膜分离的过程中,膜技术的耗能量远远低于传统的多效蒸馏分离技术,同时大多数的膜分离过程都不会发生“相”的变化。除此之外,膜分离技术的应用还具有能耗需求低、空间占地小、净化能力强、经济优势明显等特征,因此是目前工业生产过程中应用最为广泛的一种处理技术。
 
1.3、膜分离技术的工作原理:
       化工污水处理中应用到的膜主要是指具有选择透过性能的薄膜,即当两种或两种以上物质通过时,它能根据物质分子的某些性能和结构对其进行分离、提纯、浓缩,以确保产品的质量。根据相关数据调查显示,当前企业应用的膜可分为固相、液相、气相,而膜技术中的膜结构既可以是均质的,也可以是非均质的,这对于企业膜技术分离效果的影响几乎可以忽略不计,但为最大程度地提高膜技术的分离质量和分离效率,膜技术中应用到的膜必须具有选择透过性。膜分离技术在应用过程中,其主要的工作原理分为如下两方面 :一方面,此项技术是根据两种或两种以上混合物质质量、体积、大小、密度及几何形态的不同,可利用过筛的方式将其进行分离 ;另一方面,此项技术还根据混合物中物质化学性质的不同,通过采取有效的手段对物质进行分离。
       一般来讲,混合物的溶解速度在一定程度上与物质进入膜内速度和扩散速度有直接联系,换言之,被分离物与膜材料之间化学性质越相近,差异性越小,物质的溶解速度越快,而混合物中物质的扩散速度除与物质的化学性质有关外,还与物质的分子量有着直接关联,即分子量越大,物质的扩散速度越快,透过膜所要的时间就越短,分离效率就越高。
 
2、化工污水处理中膜技术的应用现状:
       在电势、浓度、压力的梯度下,利用混合物中各混合成分渗透性存在的差异,将混合物进行分离、提纯和富集是化工污水处理中膜技术应用的主要原理,自二十世纪六十年代初,膜技术被广泛地应用到化工企业的生产中,经过十几年来的不断实践和完善,膜分离技术在污水处理中的应用已逐渐成熟,在分离、浓缩、提纯、净化等多方面体现出了高效性、科学性、有效性和针对性等特征,在各类化工污水处理中表现出来较强的处理优势。而近年来随着工业化建设进程的不断加快,膜分离技术的应用在不断发展,倘若单独依靠其中一种膜技术手段,不仅不能有效地解决当前的污水问题,同时还有可能造成“膜污染”问题的产生,因此组合应用不同的膜技术,借助各种膜技术的优势是目前化工工业生产的重要发展方向。
 
3、化工污水处理中膜技术的应用方法探析:
       随着我国科学技术的不断进步,为有效提高膜技术的分离质量和效率,对化工污水处理技术进行革新已成为目前化工科研工作者的核心内容,而经过十几年来的科学实践探索,将纳滤膜技术、反渗透技术、微滤膜技术、超滤膜技术以及电渗析技术结合使用,不仅能有效地弥补单项技术应用的不足,同时在推动企业发展,提升国家核心竞争力方面也具有显著优势,而从目前来看,此类技术的具体应用方式如下。
 
3.1、纳滤膜技术:
       超滤膜技术和反渗透膜技术在应用过程中,虽然在一定程度上能有效地完成对化工污水的处理,但却也存在一定缺陷,而纳滤膜技术的应用正是为了弥补上述两项技术应用中存在的缺陷。纳滤膜工艺具有分离性好,操作压力低,适合于化工废水的资源化处理,即在应用过程中,可有效实现对化工污水的深度处理,使其达到工艺废水的标准,从而实现废水的回用。
 
3.2、反渗透技术:
       在进行反渗透技术的应用过程中,其技术应用原理主要是以水为溶剂,利用选择性渗透的方式,实现化工污水中离子或者小分子物质的机械截留,从而达到分离净化的目的 ;在对液体混合物进行分离中,利用存在于膜两侧的静态压力作为主要推动力,完成对膜分离的过程,与传统技术相比,这种技术主要分三步进行,即渗透、反渗透和渗透平衡。以“咸水和纯水”为例,对于渗透环节来说,一般来讲,纯水会往咸水的方向渗透,此时在不断渗透的过程中,盐水的浓度会逐渐降低,而对于反渗透环节来说,其主要指的是在纯水不断往咸水渗透的过程中,会导致咸水的浓度不断降低,直到到达某点后,纯水的浓度高于咸水浓度后,咸水会反向向纯水方向渗透,对于渗透平衡来讲,其主要就是利用半透膜将纯水和盐水分离,使其两边的浓度相等的一个过程。

3.3、微滤膜技术:
       一般来讲,在进行微滤膜技术的应用过程中,其技术应用原理主要是以微孔精密过滤的模式,利用筛孔将化工污水中直径为0.03~15μm 的固体颗粒和细小细菌进行滤除,且与其他膜技术相比,此项技术具有较强的去污效果,因此在半导体工业污水的处理中应用频率最为广泛,此项技术的应用在一定程度上不仅降低了微滤膜技术的生产成本,提高了企业的经济效益和社会效益,同时在提升污水处理过滤器的反冲洗性等方面也具有显著优势,而有机微滤膜和无机微滤膜作为微滤膜技术应用的两种主要方式,除具有上述两种应用优势外,与生物处理技术的有机结合还显著地提高了污水的处理质量和处理效率,对于化工企业的发展发挥了重要作用。
 
3.4、超滤膜技术:
       与微滤膜技术相比,超滤膜技术的孔径为0.05~1μm,在进行超滤膜技术的应用过程中,其技术的应用原理主要是对相关工作人员结合孔径大小,对需要开展处理工作的化工污水进行分离、净化和浓缩,从而将污水中的固体杂物分离出来,为企业的长期发展和周遭生态系统平衡的稳定奠定良好基础。与其他膜处理技术相比,此项技术在一定程度上不仅能有效地将污水中的细菌和藻类微生物消灭,然后用氧化剂对其生长速度进行有效控制,同时在降低水的浑浊度、提高污水处理效率等方面也具有显著优势,从而使污水处理效果得以提升,进而为企业的进一步发展打下了坚实基础。
 
4、结束语:
       随着我国工业化进程的不断发展,化工企业污水排放量不断增加,化工污水等问题日益严峻,同时随着国家对污水排放标准的日趋严格,传统的污水处理技术已不能适应当前的需求。膜技术作为当前的一项高新技术,具有能耗低、空间占地小、净化能力强等优点,在化工污水处理方面具有广阔的发展前景。但是,根据相关数据调查显示,目前对于不同的化工污水,单一的膜技术处理通常不能有效地解决化工污水的根本性问题,还有可能会导致“膜污染”的产生,因此在“可持续发展”的政策方正指导下,化工企业在发展过程中需将多种膜技术进行有机结合,在最大程度发挥膜技术应用价值的基础上,实现将化工污水处理成本降至最低的目的,为整个化工行业的发展奠定可持续发展的基础。