化工污水处理中膜技术的应用探讨

王波 叶向东 吴雯雯

摘要：化工产业是我国的重要产业之一，在经济发展当中发挥着重要的作用。但是我国的化工产业一直都具有高能耗、高污染的特点，尤其是在化工生产过程中会产生大量的污水，这些污水都具有毒害性，如果不经处理就直接排放到自然界中，不仅会对大气、水域、土壤等造成巨大污染，同时，还会对生活在周边的居民带来健康隐患。在处理化工污水时，应用膜技术能够大幅降低污水中的毒害物质含量，达到较高的污水净化率，对于促进我国环境的可持续发展有着积极的意义。

关键词：化工污水处理;膜技术;应用

引言

近年来，随着环境问题的加剧，人们的环保意识不断提升，而化工产业作为高污染的行业，也受到了人们的广泛关注。为了推动经济的健康发展，化工污染的处理已经成为了刻不容缓的问题，如果没有对于化工污水采取有效的措施进行处理，不仅会对于环境造成破坏[1]，同时，也会阻碍经济发展的步伐。所以各种化工污水处理技术不断出现，在实际应用当中也取得了一定的效果，而膜技术就是具有代表性的技术之一，能够有效净化化工污水，有助于促进环保与经济效益之间的协调。

1化工污水的特点

1.1排放量大

化工生产的过程一般都是依赖于化学反应，这也意味着想要顺利完成生产，对于环境因素就有一定的要求[2]，在化工生产过程中不可避免化学反应的要求，且需投入大量的水资源，这些水资源经过化学反应后是很难再次投入使用，无法达到循环利用就会产生大量的污水。

1.2成分复杂

化工生产中由于涉及的化学反应比较复杂，需要用到的原材料种类繁多，经过化学反应后，排出的污水中含有大量的有化学成分，这些都无法在自然中降解，对环境造成了极大的影响。

1.3具有毒性

由于化工产业自身生产流程的特性，很多化学物质也是具有毒害性和危险性，给生态环境造成极大的破坏，同时，未经处理直接排放的污水可能会经过生态系统的循环进入到地下水及周边的河湖中，对于水资源造成污染，甚至威胁到周边居民的生命健康。

2膜技术概述

2.1膜技术的原理

处理化工污水时，主要是利用薄膜对不同物质具有不同的透过性原理，当污水中的混合物质通过膜时，膜能够结合物质中蕴含的化学物质的结构和性能进行一定的处理，对于保障产品的质量有着积极的帮助[3]。现阶段，在化工企业中应用到的膜有不同的形态和结构，为了保证膜技术的应用效率和应用质量，但是化工污水处理中应用到的膜技术必须具有选择透过性，也就是能够对于不同特性或者结构的化学物质进行分离。膜技术主要的工作原理可以分为两部分，第一部分主要是依据化学物质的体积、质量等进行分离，第二部分则是依据化学物质特性的不同进行分离。膜产品的应用范围非常广泛，在热电、印染、制药、光伏、选矿废水、市政及园区污水处理等多个领域均有应用实例，如下图一。

2.2膜技术的特点

首先，膜技术的分离效率能够在极短的时间內对于大量的化学物质进行分离[4]。其次，在化工污水处理中应用膜技术的过程中，对于能源的消耗量比较低，很大部分膜技术在分离的过程中，并不会发生状态方面的变化。其三，膜技术在应用的过程中对于温度的要求不是特别高，保持在室温状态下即可，这样一些对于热比较敏感的化学物质能够利用膜技术进行良好的处理。其四，膜技术中需要应用到的分离设备对于后续维护的要求不高，即减少维护成本，可靠性又高。最后，膜技术在应用时，需要用到的设备并不是大型设备，一般都是体积较小且移动便捷的设备，因此，在化工污水处理中，膜技术越来越受到相关企业的青睐。

2.3膜的分类

经过多年科学研究及生产实践，膜技术获得了突破性的进展，现阶段膜技术的种类很多，而在化工污水处理当中膜技术可以从膜结构、膜化学组成以及膜几何形态进行分类。从膜结构来看，化工污水处理中应用到的膜技术大致上可以分为两类，第一类是固膜，还可以分为对称膜和不对称膜，第二类是液膜，液膜可以存在于固体多孔支撑层中，也可以是乳液的形式。从膜化学组成来看，化工污水处理过程中需要应用的膜的性质也是有差异的，可以结合化学稳定性、机械性能、亲和性能及热稳定性等方面的要求进行选择。从膜几何形态来看，化工污水处理过程中的的膜技术共分为四种，分别是圆管式、板框式、螺旋卷式和空纤维式。

3膜技术在化工污水处理中的应用情况

现阶段，在化工污水处理中利用膜技术分离中不同的特性，找到化学物质混合物在渗透过程中的差异性，并且利用这一差异，对于混合物进行分离和后续的处理。目前，在化工污水处理中膜技术已经发展的相对比较成熟，尤其是在分离方面能够发挥出强大的优势，处理效率较高，能够对于不同性质的化工污水进行处理，比如石油化工、食品加工等产生的化工污水等。在温度不发生极大变动的情况下能够不间断的操作，并且不会对于环境产生二次污染，具有积极的应用意义。一般来说，在化工生产过程中产生的污水虽然成分复杂，但是其物理性质和化学性质是比较相近的，如果仍然采用传统的分离方法，不仅难以达到降低成本的目的，同时，处理效果也很难保证。而通过应用膜技术，只要能对于膜技术应用当中的不足进行弥补，就能够在极大程度上提升膜技术应用的优势。化工污水处理当中应用的膜技术也是不同的，所有的化工污染问题并不能通过单一的技术来解决，因此，在实际应用中可以将不同的膜技术组合起来进行应用，将不同膜技术的优势充分发挥出来，这样不仅能够有效降低污水处理的成本，同时，还能够在最大程度上提升污水的净化度。另外，还可以结合实际处理的需求，将膜技术与其他污水处理技术结合起来使用，这样能够达到更好的化工污水处理效果。

4化工污水处理中膜技术的应用实例

4.1微滤膜技术

利用微滤膜技术处理化工污水，主要是利用膜上的微孔进行精密过滤，能够过滤掉一部分固体颗粒和细小的细菌，应用效果较为显著，相对其他的膜技术来说，微滤膜技术过滤精度较高，可靠性强，具有一定的优势，因此，在一些半导体工业污水的处理中能够取得良好的应用效果。微滤膜技术的应用能够大幅降低生产成本，提升经济效益，同时，还能够有效提升污水过滤器的反冲洗性。另外，目前化工污水处理中应用的微滤膜技术主要分为有机和无机两种形式，具有不同的优势和特点，在实际应用中可以结合化工污水处理的具体要求进行选择。微滤膜技术还能够与其他的污水处理技术相结合，尤其是与生物处理技术结合起来，不仅能够在极大程度上提升污水处理的效率，还能够切实保障污水处理的效果，污水处理质量更高，能够有效达到净化污水的目的。

4.2超滤膜技术

超滤膜技术与微滤膜技术有一定的相似性，也有一定的差异，主要是差异表现在孔径大小不同。在化工污水处理中应用到的超滤膜技术，工作人员首先要考虑到孔径的大小，对于化工污水中的化学物质进行分离，以便于后续净化工作的开展。利用超滤膜技术能够分离化工污水当中的固体和一些杂物，不仅对于企业的长远健康发展有利，同时，还能够避免对于周边的生态环境造成破坏，有助于保证生态系统的平衡。与其他膜技术相比，超滤膜技术不仅能够控制细菌和藻类微生物的生长速度，对于一部分细菌和藻类微生物进行消除，同时，还能够有效提升化工污水处理的效率，污水处理效果良好，能够为化工企业的健康发展奠定良好的基础。

4.3纳滤膜技术

在实际应用的过程中，超滤膜技术和反渗透技术有着各自的优势，都能够取得不错的处理效果，但这两种技术都有一定的不足之处，不能够实现对于污水的完全处理。超滤膜技术和反渗透技术完成不了的一些处理任务，可以交给纳滤膜技术完成。纳滤膜技术不仅分离性更加良好，同时，操作起来也比较便捷，能够实现将化工污水转化为可以再次利用的水资源。也就是在实际应用的过程中，纳滤膜技术能够实现深层次的对于化工污水进行处理，使其能够达到再次循环利用的标准，实现对于污水的回收和利用。尤其是纳滤膜技术还能够去除化工污水当中的气味，一些化工企业产生的污水会有很大的刺激性气味，而应用其他膜技术往往只能过滤掉一些带有污染性的杂质，气味却很难去除，而利用纳滤膜技术能够很好的解决这一问题。

4.4电渗析技术

在化工污水处理中应用电渗析技术需要依靠膜分离设备来实现，比如可以应用水处理设备。膜本身具有选择透水性的特点，通过对于其施加直流电场，能够发生反应，对于阴离子和阳离子的通过加以控制，一部分离子会通过膜分离设备进入到另外一边的水中，这样就能够有效减少另外一部分水中化学物质的浓度。在实际应用当中，电渗析技术的应用范围比较有限，主要在重金属化工产业和具有放射性的化工产业中应用，能够取得比较明显的处理效果。

4.5反渗透技术

在处理化工污水时，反渗透技术的工作原理主要是利用膜两侧的浓度差，对于化工污水当中的一些离子或者小分子物质过滤出去，从而达到分离污染物质、净化污水的目的。在分离液体混合物时，能够利用膜两侧的压力差作为推动力，实现分离、纯化的目的。与传统的分离技术相比，反渗透技术主要分为三个阶段，分别是渗透阶段、反渗透阶段以及渗透平衡阶段。在渗透环节中，第一方的水会向另一个方向渗透，并且在渗透的过程中，另一个方向的水的浓度会不断下降。在反渗透环节中，主要指的是第一方的水向另一个方向渗透时，另一个方向的水浓度会下降，而下降到一定程度后，第一方的水浓度会高于另一个方向水的浓度，这时，另一个方向的水会反过来渗透到第一方。而渗透平衡环节，就是在渗透与反渗透的过程中，利用半透膜将水中的物质进行分离，使得两边浓度相等，也就是达到了渗透平衡的状态。

结束语：化工产业一直都是高污染的行业之一，其在生产过程中产生的污水会对于环境和周边居民产生极大的影响。尤其是随着化工企业规模和产能的不断扩展，产生的污水也在不断增多，传统的污水处理技术已经很难有效的对于污水进行处理和净化，必须要采取更加先进的技术进行处理，才能够更好的达到污水净化的目的，促进经济效益与环境效益之间的协调。而在化工污水处理中应用膜技术，能够有效降低污水中的毒害物质，对于污水的净化有着积极的意义。在实際应用的过程中，化工企业也可以将不同的膜技术，乃至膜技术与污水处理技术相结合进行使用，这样能够进一步提升污水处理的效果，促进化工行业的健康发展。

参考文献：

[1]王广，张雪梅，张志豪.化工污水处理中膜技术的应用[J].化工设计通讯，2021，47（3）：165-166.

[2]王莉.化工污水处理中膜技术的应用探讨[J].中国化工贸易，2020，12（5）：127-128.

[3]郭彦江.膜技术在化工污水处理中的应用[J].福建质量管理，2019（18）：143.

[4]陈睿东，卢志威.化工污水处理中膜技术的应用探讨[J].中国化工贸易，2019，11（10）：140.