膜分离技术在废水处理中的应用
1、引言
近年来，随着社会经济的进一步发展，人们生活水平质量得以提高的同时，对环境与能源问题的重视程度越来越高。膜分离技术是一种随着时代发展新型技术，核心是薄膜，利用它的选择透过性，并且在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩，用过筛的方法经具有不同物理性质的混合物分离开来，或利用化学性质将混合物分离开来。其分离过程简单，操作简洁，耗能低，化学药剂用量少，过程不发生危害大的副反应，环保没有什么大的污染，分离效率高，所需要的操作条件温和等优点，因而世界各国都开始普遍重视起来，在解决能源危机，资源短缺和环境污染治理等方面问题上都有较大的应用，膜分离技术在各方面也都得到了广泛应用如处理城市用水，海水淡化，处理工业废水等。
2、膜分离技术处理水
2.1 饮用水的纯化
膜分离技术可以解决以前许多传统工艺中的复杂问题，例如水中的微污染物和消毒副产物都可以被消除，并且具有优点不过经费低，耗能低，操作简单等，所以已被大量用于处理饮用水。在饮用水的纯化这方面，膜分离技术对化学药物需求很小，是一种新的和更加有效的水处理技术。它通过控制选择透过性膜的空隙大小，从MF、UF、NF到RO等能有效简洁地去除贾第虫包囊和阴胞子虫卵囊。利用膜分离技术还可以减轻甚至消除饮用水中的诸多问题，例如减少消毒副产物浊度和色度以及溶解盐等，从而提高饮用水的质量，保证饮用水的安全。在许多城市也普遍进行了分质供水系统渊包括管道直饮水系统冤的建设。城市供水中用于生产的占绝大部分，仅有少部分供水为生活用水及饮用。据调查，在北京和上海等城市，已建有许多采用膜分离处理技术的分质供水系统，对饮用水进行处理，力求优质水，而有力的技术保障则来于纯熟的膜分离技术。从20世纪60年代便开始了将膜分离技术应用于水处理领域，那时很多国家开始建立此工程的水厂用来解决各种问题。为了除去水中高浓度的氟和铝，芬兰建立了过滤站，为了解决饮用水中芽孢杆菌的问题，新西兰建立了MF水厂。在2001年美国为了除去原水中的隐孢子虫也利用膜分离技术建立了NF水厂。
2.2 用于海水，苦咸水的脱盐
我国海域辽阔，海岸线延长，沿海城市也不少，然而许多沿海城市例如天津，浙江等地严重缺水，因此海水变成了这些城市重要的水资源。但是海水中含盐量很多，没法直接利用，因此需要对海水进行脱盐处理，运用反渗透膜的原理，能量消耗5kW• h/m3海水还要少。何为苦咸水钥一般天然水中且含有较高的微溶无机盐离子，比如钙离子，磷，镁，锌等无机离子，而且一般含有的总溶解固体含量为1000~10000mg/L，用一般方法比较难以去除。然而用膜分离技术可以相对程度地去除，苦咸水淡化工程最具竞争力的方法且技术比较成熟的便是反渗透法。目前为止，在我国各经济领域，膜分离技术已经逐渐应用。在反渗透苦咸水淡化工程中，添加一些阻垢剂、加酸去除进水中的碳酸根和重碳酸根是目前常用的方法，为了减少微溶盐的沉淀结晶，降低水回收率，避免超过溶度积。经过多方研究，解决干旱地区的需水问题，工业大量用水问题，某些沿海城市缺水问题最有效的办法就是用膜分离技术进行海水和苦咸水脱盐。利用膜分离技术处理海水苦咸水脱盐在我国已经为广大缺乏淡水地区提供了饮用水，而且在全国已经推广了集装式水处理移动车，是国家海洋局杭州水处理技术开发中心针对于苦咸水、海水淡化、流动性作业的行业推出的一种简单省事的办法。
2.3 膜分离技术处理电子发电工业中用水
在电子工业和发电工业领域我国已经大量采用反渗透技术和电渗析技术来处理行业中用水问题。在电子工业中需要大量的纯水来清洗电子元件，而在发电工业中锅炉也是不可避免地要消耗大量的水资源，用大量纯水不仅加重成本也会造成浪费，用膜分离技术则大大地提高效率，减少成本。不同的用途需要不同纯度的水，通常是根据所需水的不同纯度，采用各种不同的工艺，如单用电渗析、反渗透制一般纯水，膜技术与离子交换技术结合制超纯水。国家野七五冶科技攻关期间，在利用选择性膜进行分离处理电子发电工业取得了较大的进步，在诸多方面颇有建树，膜分离技术日渐成熟并在全国范围内大力推广应用。在90年代后期，国内已有大批大、中型发电厂的锅炉用水采用了最新的，且操作简单，软化效率高的纳滤技术，高效地解决了以往由离子交换法造成的酸碱污染的问题。
3、膜分离技术处理城市污染废水
城市生活污水的主要来源是由家庭生活各种原因产生，包括商业废水，农田废水等。随着科技进步，人们生活水平的不断提高，生活方式也发生了极大变化，人们对水的需求越来越大，大量的水资源被用在各种日用中，形成多样复杂富含各种杂质的生活污水。值得庆幸的是，近几年来，随着膜分离技术的不断成熟，人们逐渐采用生物膜分离技术深度处理城市生活污水。利用这种方法来处理生活污水有很多优点，它操作方便工艺简单，处理污水效果好，消耗能量少，维护量也比较小，减少成本，节约资源，加大回收利用度。
利用膜分离技术处理城市生活污水，再回收利用的水也是一种重要的水资源，可以被用在不同的途径上。用膜分离技术可以通过选择性滤过膜滤过污染物从而使污水浓缩，再通过反应器发酵可以产生生物清洁能源，处理过的水也可以在农田进行灌溉，用来补充地表水与地下水，也可以用于消防用水，绿化用水等，如果再进一步进行处理，甚至可以成为饮用水，这样就节省了一大部分的水资源，解决水资源短缺的问题，既节省还环保。
4、膜分离技术处理工业用水
4.1 处理石油污水
由近年来我国的相关报道分析可知，随着石油的不断开发，开采过程中注入油层中水也不断增多，因此每年采出来的原油废水也越来越多。针对这种情况，从经济与环境角度来说，回收再利用含油废水是很有必要的。常采用野边采油，边治理废水，边向油层注水冶的措施，通常运用膜处理技术可以很好地解决废水问题，对废水进行回注或者处理完毕再回收利用。经过多方实验证实，通过中空纤维膜处理污水，水中悬浮物以及含油量都相对很少，基本满足低渗油田注水水质要求。而且，通过膜分离处理后水浑浊度较低，水质比较稳定，易于回收利。
4.2 处理化工类污水
在化工废水处理中，膜分离技术也得到了广泛应用，在工业领域有着越来越重要的作用。在造纸，印染，发酵等行业中产生的废水中细小的颗粒较多，浑浊度较高，且污染性较大，用普通方法难以处理这类污水，将慢慢加重环境的污染。而用膜分离技术则可以有效地阻拦污水中的细小颗粒，高效处理污水废物，相对简单化地达到环保排放要求，既减少污染，又能节省大量资源，既环保又经济。
5、结束语
随着生活改变，水资源短缺，环境污染的加重，人们对水的问题也越来越重视。膜分离技术作为近来发展起来的一项高新技术，在多方领域都有很大的发展潜能，尤其是水和废水处理中，它不仅操作简单，耗能少，效率高，而且环保，节约资源。随着技术的发展，膜分离技术的也将不断完善，不断突破，相信在各个领域尤其水和废水处理中也会有越来越重的分量。（来源：河南省正大环境科技咨询工程有限公司）