化工廢水處理中膜技術的應用
2020-08-17 14:02:19
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隨著對化工廢水排放污染的日益嚴重，人們對化工污水的處理變得越來越關注，倘若這些廢水不能得到妥善處理和排放，會對自然環境以及人們身體健康甚至是農業生產造成非常大的影響。科學技術的不斷進步，廢水處理的方法也變得越來越完善，其中膜技術是廢水處理技術中的一種，它的處理過程主要是物理過程對自然環境是無害的。為此，本文就膜技術在化工廢水處理中的應用作出相關分析，希望對相關人士有所幫助。化工廢水處理中膜技術的應用優勢
隨著化工行業的不斷興起，化工廢水的排放量也日益增長，倘若廢水處理不妥善，不僅對自然環境造成非常大的影響，使人們賴以生存的環境被不斷破壞，同時對人類身體健康也十分不利，為此為了進一步提高化工廢水處理的效果，可以引入膜技術，該技術在操作過程中所涉及的方面較廣泛，例如，壓力、濃度、電勢梯度等，然而由于混合體大部分是由多組分構成的，為此可以利用膜技術對其進行選擇性滲透，同時利用化學位差作為推動力，可以使混合物中的氣體、液體進一步分離和提純[1]。在化工廢水處理過程中，膜技術是廣泛應用的方法，不僅可以有效凈化降低廢水對自然環境、人體健康的威脅，同時也可高效將廢水中的污染物去除掉，并將廢水中有用的物質進行回收利用。膜技術相比以往傳統的過濾技術來講不僅可以降低企業廢水處理的經濟支出，同時也進一步提高了企業的經濟效益和社會收益，這是因為膜技術在對化工廢水處理過程中，它是一種物理過程且無需發生相的變化或者添加助劑，這也是膜技術被廣泛應用于化工廢水處理中的原因。
化工廢水處理中膜技術的應用
微濾膜技術根據成膜材料分為無機膜和有機高分子膜，讓廢水經過這些分子膜精細過濾的方式來對化工廢水中的病菌或者是有毒物質進行過濾，從而降低廢水對自然環境和人體健康的危害，使人們可以獲得一個優良、潔凈的生存環境，進一步高效開展工作以及生活。因為此技術對廢水處理效果特別顯著，所以被很多石油化工行業所使用，它表面的孔隙率十分高，一般可以達到70%，是其他過濾濾紙的40 倍左右[2]。同時微濾膜的厚度比較小，使液體被過濾中的介質所吸附，進一步將損失降到最低。高分子類微濾膜為一均勻的連續體，過濾時沒有介質脫落也不會造成二次污染，從而得到高純度的濾液，在很大程度上也減少了化工廢水處理問題上的成本支出，使企業能夠獲得更高的經濟效益。超濾膜技術是膜分離技術中的一種，它是以0.1~0.5MPa的壓力差為推動力，利用多孔膜的攔截能力和以物理截留的方式，將廢水中大小不同的物質顆粒分開從而達到純化和濃縮、篩分溶液中不同組分的目的。它的工作原理是在靜壓差為推動力的作用下，原料液中溶劑和小溶質粒子從高壓的料液側透過膜到低壓側，而大粒子組分被膜所阻攔使它們在濾剩液中濃度增大。超濾膜技術程常用的操作模式有三種，第一種為單段間歇操作，在超濾過程中為了減輕濃差極化的影響，為此膜組件必須保持較高的料液流速，但膜的滲透通量較小，所以料液必須在膜組件中循環多次才能使料液濃縮到要求的程度，這也是工業過濾裝置最基本的特征。間歇操作適用于實驗室或小規模間歇生產產品的處理[3]。第二種為單段連續操作，與間歇操作相比其特點是超濾過程始終處于接近濃縮液的濃度下進行，因此滲透量與截留率均較低，為了克服此缺點可采用多段連續操作。第三種為多段連續操作，各段循環液的濃度依次升高，最后一段引出濃縮液，因此前面幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續多段操作適用于大規模工業生產。超濾膜技術被廣泛應用在化工廢水處理中，例如，染料廢水處理、造紙廢水的處理、放射性廢水的處理等。納濾膜技術是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術，其節流分子量在80~1000 的范圍內，孔徑為幾納米，因此稱納濾。它包括源水、源水泵、機械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、高壓泵、納濾主過濾系統。其工作特點是過濾精度高、處理效果穩定、維護簡單，設備外形美觀且制造精密。同時參數控制也比較精確，自控設計相對完善，可以根據客戶的要求做到完全自控[4]。反滲透又稱逆滲透，它是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反所以該技術又可以稱之為反滲透。工作根據各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，從而達到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透技術也是化工廢水處理中廣泛應用的，該技術對化工廢水處理，不僅可以大幅度降低化工生產成本、保護環境，同時也進一步實現廢水資源化等諸多意義。而由于反滲透膜技術對進水要求相對較高，為此工作人員在運用反滲透技術對化工廢水進行深度處理時，還需要結合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調節等預處理工藝，從而使廢水處理效果更佳。電滲析技術是利用半透膜的選擇透過性，來分離不同的溶質顆粒的方法。該技術已經被廣泛應用在化工、輕工、造紙、醫藥工業，尤其是化工廢水處理上，電滲析技術在工作過程中是需要借助膜分離的[5]。例如、水處理通過利用半透膜的選擇滲透性原理，還有在外加直流電場的作用之下，使交流膜對陰離子進行操控，這也是為了便于使那些游離子可以較好地滲透到另一側的水中，同時將另一側水濃度進一步淡化，這種技術也適用于重金屬工業、放射性工業的廢水處理，其主要工作原理是在原水細格柵、調理池中，利用毛發過濾器、加壓泵、各類消毒體系共同作用下來對廢水進行反復排水，最后再經過膜出體系對化工廢水進行處理。在對化工廢水進行處理過程中，由于有些工藝所選擇的膜技術不合理，是需要與其他技術相互聯合起來的，這樣做可以使廢水處理的效果非常好，對于渣油催化干氣氣烴別離膜技術以及深冷法聯合技術非常適用。該膜技術的工作原理主要是利用膜別離法將干氣中的氫分離出來，再采取深冷法別離將烴進行分離，然而由于膜分離技術已經將干氣中的大部分氫氣分離出來，此時干氣中的烴濃度也相對比較穩定，此時應采取脫甲塔對化工廢水進行處理，因為通過經膜分離所得濃度的烴是可以用于加工的。除此之外，還可以利用聯合法對催化裂化干氣進行預處理，它對廢水處理技術要求并不高，只需要增加一些基礎設備就可以，比如，增設除霧沫設備，通過該設備脫出重組分中液滴即可，膜技術特別適用于氫氣資源短缺時使用，同時聯合法工藝也是目前化工廢水處理膜技術的主要途徑。結束語
隨著膜技術在化工廢水處理中的不斷應用，不僅提高了我國很多企業的經濟效益和社會收益，同時也是促進我國國民經濟可持續發展的關鍵。其中膜技術又分很多種方式主要有微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透、電滲析、聯合法工藝，這些方法在化工廢水處理過程中效果都非常顯著，這些方法的應用在很大程度上減少了廢水對自然環境、人體健康的危害，從而推動我國化工行業穩固、長久發展。
