膜分离技术在废水处理方面的应用与进展_宁艳春

化工进展ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＰＲＯＧＲＥＳＳ２０１１年第３０卷增刊檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿殨殨殨殨进展与述评膜分离技术在废水处理方面的应用与进展宁艳春１，段巧丽２，王兆花１，陈绮莉１（１中国石油吉林石化分公司研究院，吉林吉林１３２０２１；２中国石油吉林石化分公司碳纤维厂，吉林吉林１３２０２１）摘要：简单介绍了膜分离技术在多个领域的用途，综述了无机膜、纳滤膜和超滤膜在废水处理方面的应用以及进展。关键词：无机膜；纳滤膜；超滤膜；废水处理；应用膜分离技术是近几十年发展起来的高新技术。１９５３年，Ｒｅｉｄ等第一次提出用反渗透技术进行海水淡化，１９６０年Ｌｏｅｄ和Ｓｏｕｒｉｒａｊｉｎ研制出了第一张具有实用价值的反渗透膜，这标志着现代膜科学技术的诞生。膜分离是利用膜对混合物中各组分的选择渗透作用性能的差异，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜分离过程可分为反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析、透析、渗透气化、气体分离等。膜是饮用水净化和纯化的最佳手段，使用膜可以去除水中的悬浮物、细菌、有毒金属物质和有机物，大大提高人们饮用水的质量。反渗透是海水渗化和苦咸水淡化最经济的方法，是解决广大干旱地区饮用水和工业用水最有效的方法。膜分离技术在食品工业中的应用始于２０世纪６０年代末，先是用于乳品加工和啤酒无菌过滤，并逐渐用于果汁饮料加工、酒类精制、饮用纯水生产等方面。近年来已扩展到发酵和生物工程的应用，各种动、植物蛋白的加工等行业。此外微滤和超滤技术在白酒的除浊增香，啤酒的除菌保鲜，果酒、黄酒、保健酒的精制，果汁的澄清，尤其是苹果汁的澄清等方面应用较多。速溶茶的生产已开始用超滤和反渗透技术进行提纯和浓缩。采用超滤技术及反渗透技术可以实现葡萄酒的除菌、澄清、脱醇。膜分离技术在医药领域中的应用可以说是膜对人类的最大贡献。其广泛用于疫苗的浓缩与纯化，菌体的去除，分类与化验。中草药口服液的澄明与无菌化，中药针剂的制备、抗生素的浓缩与精制，肝腹水的去除等。在我国，以膜为核心的人工肾、人工肺以及用于血液透析和腹水透析的透析器已广泛地用于许多大医院。工业生产过程产生的废水、污水和废渣，其面大、量广、危害深。如含油废水、电镀废水、含酚废水、食品加工废水等，若处理回用，既回收了资源，也保护了环境。近年来膜分离技术发展十分迅速，无机膜、纳滤膜、超滤膜的应用也是非常引人注目的，本文重点介绍这三种膜在废水处理方面的应用。１无机膜分离技术在废水处理方面的应用无机膜主要包括陶瓷器，金属氧化物膜和金属膜等。它适合在高温、高压、高黏度、高固体含量、高氯化物含量和苛刻的ｐＨ值条件下使用，能较好地解决石油、化工、石化、医药、环保、轻工等领域的特殊分离问题。对于腐蚀性气体过滤、脱湿，生物发酵液过滤，生物活性物质分离，结晶母液过滤，超细粒子回收，强酸或强碱性金属清洗液净化，高色度、高浊度的有机废水处理等有着很好的效果。我国的无机膜经过多年的努力，陶瓷微滤膜和超滤膜从无到有，已经实现了工业化生产，膜材料的技术指标和膜装置的规模与自控水平均已达到国际先进水平。第一作者：宁艳春（１９７１—），女，硕士，高级工程师，从事环境治理工艺研发。Ｅ－ｍａｉｌｊｈ＿ｎｉｎｇｙｃ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ。１．１化工废水化工污水经物理、生化二级处理后，可去除其中大部分易生化降解、易沉淀的物质，但还含悬浮物质、油类等，如直接排放，不但对水体造成污染，还浪费水资源。将经过生化处理的化工废水进行深度处理后，回用于生产，在淡水资源日益短缺的今天意义重大。王树勖等［１］研究了陶瓷膜过滤装置处理化工废水中污染物的工艺条件对处理效果的影响。研究结·８２８·果表明，在操作压力为０．１２ＭＰａ，膜面流速为６．０ｍ／ｓ的最佳工艺条件下，用陶瓷膜处理浊度１５３ｍｇ／Ｌ的化工废水，可获得浊度小于６．８ｍｇ／Ｌ的净化水。１．２乳化液废水冷轧厂乳化液（含油）废水是钢铁行业冷轧厂生产过程产生的一种废水，主要成分为２％～１０％的矿物油和乳化剂，性质十分稳定，用一般物理和生化方法难以得到理想的处理效果，通常出水含油量为８００～１０００ｍｇ／Ｌ，达不到环保排放的要求。田力等［２］通过对冷轧厂乳化液（含油）废水处理方法的对比，说明处理该废水采用无机陶瓷膜处理装置完全可行。介绍了无机陶瓷膜处理冷轧厂乳化液（含油）废水的工艺过程及处理系统组成。王瑛等［３］采用无机陶瓷膜法处理乳化液废水。研究了操作压力、膜面流速、温度对膜通量的影响，确定了无机陶瓷膜的最优操作条件。结果表明，在操作压力为０．３６ＭＰａ，膜面流速为４．６６ｍ／ｓ，温度为６０℃时，无机陶瓷膜法处理乳化液废水，运行时问可达８ｈ以上，油的去除率＞９９．７％，ＣＯＤ的去除率≥