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膜分离技术在水处理工作中的运用分析
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2021-04-08 13:09:51 浏览次数:
作者:哈尔滨锅炉厂有限责任公司 于得旭

摘 要:本文对膜分离技术类型简要介绍,并探讨分离过程技术运用原理以及运用优势,从海水淡化、废水处理两个方面对膜分离这一技术在水处理领域内的应用详细说明。

关键词:膜分离;水处理;微滤;纳滤;反渗透

各行业的发展,产生大量废水,排放过程可能对环境造成严重影响,同时威胁人类健康。水处理环节,膜分离工艺的运用受到人们关注,运用此工艺能够将海水、废水当中的污染物质有效需去除。因此,分析膜分离在水处理中的运用价值较高。

一、膜分离技术介绍

(一)膜分离技术种类

1、微滤技术

微滤技术简称“MF”,属于最早的膜分离技术,使用此技术展开水处理,原理为利用压力差,促使液相或者气相物质钝化分离,通过具有多个孔网的微滤膜进行筛分,在静压力差作用下,实现水内污染物、颗粒以及细菌等物质的分离。微滤技术运用过程价格低廉,并且操作便利,可应用此技术,处理食品加工行业废水,能够有效分离废水类的油脂以及杂质。2、反渗透技术反渗透技术简称“RO”,运用此技术处理污水,同样按照压力差作为分离推动力,并且利用反渗透膜自身选择透过性,于高浓度溶液一侧施加压力,使压力高于溶液渗透压,促使溶剂分子通过反渗透膜,向低浓度一侧流入,最终完成混合物分离,将废水之中胶体、大分子物质以及无机物离子有效分离去除,提升废水回用率,除盐效率较高。当前,此技术常用于海水淡化以及饮用水处理当中。

3、纳滤技术

纳滤膜技术简称“NF”,属于新型膜分离工艺,将压力差作为分离驱动力,使用纳滤膜,表面存在多孔薄膜,薄膜携带电荷,孔径为1nm,可有效将废水内的颗粒物质进行截流,节流可达到纳米级,因此称之为纳滤。使用此分离技术,因为纳滤膜表面存在电荷,并且多孔,所以纳膜工艺运用原理即为筛分和电荷作用。在分离过程,分离效率可能受到膜孔径以及电荷性质等影响,当前,此工艺常用于饮用水软化、工业废水脱色以及矿泉水纯化等处理过程当中。

4、超滤技术

超滤技术简称“UF”,和微滤技术较为相似,水处理环节通过筛分和压力差等作用实现超滤。技术运用过程,选择高透性多孔滤膜,将水中的小微粒、微生物、蛋白质以及大分子有效滤除。此技术可应用在工业废水、食品加工废水以及饮用水净化等领域当中。(二)膜分离原理和特点膜分离主要是利用膜的选择渗透性质,借助物质渗透作用差异,分离气体、液体当中的组分。利用外界压力差、化学位差以及能量等,分离多个组分的混合液体与气体,其在提纯、水处理等领域有重要应用。此技术的运用优势为,处理过程耗能低、原理简单,不但净化效果优良,而且不会造成二次污染。技术功能多,可有效分离和浓缩液体混合物,技术环保性能优越,过滤液体环节流程简单,容易操控。由于上述优势,此技术被广泛应用于工业废水的处理环节。在膜分离的应用下,利于为企业创造更高收益,并且展现出良好的环保效益。

二、膜分离技术在水处理中的应用

(一)海水淡化

海水淡化环节,应用膜分离这一技术,可通过反渗透、膜分离以及电渗析等方式,展开综合处理。反渗透这一技术开发初期,主要是应用于海水淡化,并且出水质佳,比自来水水质好。反渗透技术在逐渐发展过程中,因其具备耗能低优势,因此逐渐取代原有电渗析技术。海水的淡化环节,选取纳滤膜材料,可加速水质软化,将海水内固体的溶解浓度有效降低,将其中有机物去除。处于低压环境的纳滤膜,通量较高,可识别一价、二价离子,并且在对应浓水当中,将有用水分保存。纳滤膜应用过程,耗能低,并且成本低于反渗透膜技术。海水淡化利用膜分离技术,可提升海水脱盐率。使用此技术,可实现脱盐率为99.60%。使用反渗透技术,可降低海水淡化消耗成本,将海水转化成饮用水。除此之外,还可使用蒸馏膜技术,提升小型海水的淡化效果。因为小型海水内,存在胶体、离子等各类不易挥发成分,还存在难以直接从渗透膜中扩散的组分,因此,运用此技术可实现对海水中这些组分全部截流。

(二)废水处理

1、化工废水

为防止化工废水排放影响环境,需要在排放之前对其处理。使用纳滤渗透、反渗透两项技术结合,可有效处理含有钼酸氨的工业废水,并且对于水中钼离子的回收率可超过 96%,不但能够可以有效将钼离子回收,而且可实现对废水的高效净化。同时,膜分离这一技术绿色无污染,非常适合应用在工业废水的处理方面,配合特定预处理方式,回收可再利用物质,实现废水净化以及资源回收等处理目标。处理饮用水环节,使用膜分离处理技术效果良好。当前,人们生活水平逐渐提升,因此,对于饮用水水质要求较高,对比传统处理工艺,膜分离的运用可将水中悬浮物质和细菌等有效祛除,提升饮用水净化效果。处理过程可使用超滤、微滤以及纳滤等工艺,实现饮用水内微米等级的颗粒滤除。同时,还可将部分未达到微米级别的颗粒去除,并去除水中溶解气体、无机物和农药等,提升饮用水品质。

2、食品加工废水

加工食品过程,产生的废水内部糖类和蛋白质等有机物含量较高。此类废水的处理过程,需要高效利用上述有机物。可通过微滤膜、纳滤膜的处理黄姜废水,可实现从废水内提取出葡萄糖溶液,浓度可达 85~90%。若废水当中 COD 含量处理之前为 82000mg/L,处理之后可降至 4000mg/L,之后展开生化处理,加工废水即可达到排放标准。对比反渗透膜这一技术,使用微滤和纳滤膜,可高效截流废水内的一价盐,保证废水处理过程有机物、盐类高效分离。除此之外,使用纳滤膜,可是现处理含有林可霉素的废水 ,经实验表明 ,对于浓度为500mol/L含有林可霉素的废水,氧化钠的脱除率可达70~80%。

3、电镀废水

处理电镀废水环节,可利用反渗透膜,处理含有镍、铜、铬等重金属的电镀废水。因为,反渗透膜截留率较高,因此,可较好地将废水之内的污染离子有效截流,最终获得高质量出水,循环利用资源。处理废水时,可配合沉降、纳滤和添加剂各项工艺。研究表明,在电镀废水当中含有比较高浓度的镍、铜等离子,向内部添加 Na2EDTA,使用反渗透膜对废水进行分离,可保证废水内镍、铜等离子去除率高达99.5%。

4、印染废水

印染行业在生产过程也会产生大量废水,废水当中色度高,含有大量重金属以及毒性物质。为避免废水排放对环境造成污染,常需要将此类废水进行处理,之后排放。处理印染废水环节,可借助纳滤膜技术,其处于低压环境下,通量较高,抗污染性能优良。虽然使用反渗透、纳滤膜等技术,对于废水内的一价离子去除率较低。需要注意,上述两种膜分离技术能够高效去除含有钙、镁等离子的工业废水。实践运用反渗透以及纳滤膜等处理工艺时,成本低廉。其中使用反渗透膜,成本为1.82元/m3,纳滤膜的成本为1.53元/m3。综合对比来看,纳滤膜的应用价值较高。印染废水处理过程,还可使用臭氧、活性炭和纳滤膜工艺配合应用,不但处理效果良好,而且经济效益较高。

三、结束语

总之,高效处理废水能够控制环境污染,相关行业要对废水处理过程膜分离工艺的运用高度重视,回收有用物质,将海水进行淡化,改善水质,相关人员需要对此技术全面分析,结合水处理需求,合理选择分离技术,高效进行水处理。