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膜技术在工业废水处理中的应用研究进展

分类:工程师职称论文 时间:2021-10-23

  摘要:随着我国工业体系日渐完善,膜技术在工业废水处理过程中的作用已得到从业人员的认可。现阶段,人们将膜技术与固液分离及液体脱盐领域相结合,而这种废水处理方式效率很高、资源损耗小,与传统废水处理方式相比,其发展空间与工业价值更为突出。以实际应用角度分析,膜技术在当下工业废水处理工作中,主要处理电镀废水、纺织印染废水、造纸废水、含油废水等方面。在本文中,笔者将会针对膜技术在不同类别工业废水处理中的应用进行初步探讨与分析,希望借此可对相关从业人员起到一定借鉴价值。

膜技术在工业废水处理中的应用研究进展

  关键词:膜技术;工业废水处理;废水处理手段

  0引言

  近些年,随着科学技术的飞速发展,膜技术也在大量实践探究中不断成长,膜分离过程已形成微滤、超滤、纳滤、反渗透等多种模式,技术自身的多样性以及深厚的发展潜力,更是让膜技术在现代工业体系中拥有强大优势。因此,行业工作者也在不断深入分析膜技术在未来工业废水处理中的各项有效手段,以期不断改进现有工业废水处理机制,提高资源利用水平。

  1膜技术在电镀废水处理场景中的应用分析

  电镀工业污染严重,其废水含有大量重金属,如果这些废水不能得到妥善处理,其内部所含重金属不能得到有效消除,那么将会对废水排放区域的土壤与自然环境带来极大破坏,并会伴随着生态循环而进入人体,严重威胁我国人民群众的生存与发展。传统电镀废水处理需要设置反应池,并根据废水中重金属离子价位的不同,在其内部投入大量化学药剂,进而让重金属离子变成可沉淀的化合物。但这种传统处理方式在实际处理效率层面难以满足工业生产需求,且处理后的废水中,仍然含有大量重金属污染物,无法满足国家规定的排放标准,对自然生态以及人类的生存有着极大威胁。此外,大量重金属沉淀也很容易带来极为严重的资源浪费。膜技术与电镀废水处理工作的融合,通常采用微滤、超滤与反渗透的分离方式,工作人员可在相关设备与建筑物的帮助下,实现重金属离子的分离以及回收利用。膜技术应用于电镀废水处理,其关键核心在于膜的选择以及抗污堵措施的运用。行业科研人员经过多年实践,已总结出多级膜分离+MVR技术模式,而这种处理手段,初步实现工业废水零排放要求。

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  多级膜分离+MVR技术应用时,可将废水分质分流,并在高抗污染反渗透系统脱盐处理工艺支持下,可实现低浓度废水无害化处理,而处理后的水体主要用于生产线水洗槽。针对高浓度废水,多级膜分离可将其进行浓缩提纯,并使用电镀槽,实现资源回收利用。超高压耐酸钠滤系统+离子交换技术是当前重金属回收的首选手段,这种手段可对高价金属离子实施高效截留,进而实现重金属离子浓缩的目的。对于系统处理后形成的浓盐水,可借助浓缩蒸发系统的帮助,在浓缩减量之后,最终在蒸发系统的作用下,形成结晶体,最终达到废水无害化零液体的处理标准。

  2膜技术在纺织印染废水处理场景中的应用分析

  我国纺织印染工业体系极为庞大,大量工业产能的形成,也让纺织印染废水处理成为当前工业体系改造与升级的关键节点。印染过程是纺织印染工业用水最多的环节,其所排放的废水更是极为惊人,这些废水内部含有大量的盐类成分,并且色度很高,因此,其实际的处理难度也很高。以我国河南某印染企业为例,其每日废水形成量达到1.2万t,如果不能建立高效科学的处理机制,这些废水将会对河南地区的生态系统与生存环境带来极大破坏。因此,行业工作者在完善纺织印染废水处理体系时,应以实际生产场景为基础目标,适当考量后续的生产扩容,分期设计对应的废水处理设施建设任务,并广泛应用膜分离技术。纺织印染废水难以实现生化性,且其内部盐度高、盐类成分复杂,如果使用传统的化学法+生化法,则难以满足最终的处理要求。早在2017年,我国为实现纺织印染工业生产的可持续发展,明确规定其水资源利用效率应保持在40%以上,在这一标准下,传统手段将无法有效开展。对此,科研人员依托膜分离技术,在考量纺织印染工业废水特点的前提下,逐步形成物化+生化+CCMF+HAPRO的组合式分离处理工艺,其废水回收利用效率提升至50%,且处理过程中,CCMF超滤系统以及HAPRO高抗污染反渗透膜分离系统,在保证废水内部污染物分离的要求下,可有效避免膜污染,并实现膜体自净的目标。

  3膜分离技术在含油废水处理中的应用分析

  含油废水在当前工业生产中极为常见,且这种废水对自然水体、土壤与植被所造成的危害更是难以想象,而这种破坏往往不可逆,难以在短时间内依靠自然生态循环而修复,例如:钢铁产业以及石油化工产业生产过程中产生的含油废水,不仅废水体积庞大,且废水成分复杂。含油废水处理的关键难点在于油水分离以及油性成分的降解,此外,含油废水中,油性成分多以乳化状态存在,如果使用常规的沉淀法,则难以保障最终的分离质量。

  对此,科研人员在油水分离过程运用超滤膜与微滤膜,当前较为有效的微滤膜为无机陶瓷,这种以烧结法形成的特殊结构体,可实现含油废水乳化油物质与其他物质的快速分离,且处理后的水体含油量大大降低,满足国家规定的含油废水处理指标。无机陶瓷微滤膜结构简单,且结构体自身拥有超强的抗污能力与抗破坏能力,运行寿命长,清洁难度较低,抗酸碱能力很强,经常被用于有机膜难以处理的高浓度、高温度酸碱溶液。此外,无机陶瓷微滤膜结构使用中,其技术特点决定了药剂使用量很低,因此,这种过滤手段不会形成二次污染,结构抗高温、抗酸碱的特性,更是极大拓展其应用范围。

  4膜技术在造纸废水处理场景中的应用分析

  造纸行业废水处理难度极高,且造纸废水污染性极强,因此,造纸废水也是膜分离技术应用最多、最早的场景。

  膜分离技术应用于造纸废水处理,首先需要对废水实施常规分离,因为造纸废水含有大量的木质素,这些物质存在很容易堵塞膜体结构,影响废水处理效率。随着我国造纸技术的快速发展,膜技术在造纸废水中的运用也愈发纯熟,无论是制浆废水、抄纸废水,亦或是冲洗水,均可利用膜分离技术对其进行快速处理。造纸废水中的有机物质带有负电性,且有机质悬浮物含量很高,基于这一特点,技术人员采用带有负电性的超滤膜对造纸废水实施高效率过滤,而这种废水处理机制,可将膜分离技术进一步拓展,快速分离造纸废水中的悬浮物与有机质,并且处理过程膜体污染率很低。

  5膜技术在高浓度有机废水处理场景中的应用

  高浓度有机废水多见于制药厂、制糖厂以及各类生物制品加工厂,这些废水成分极为复杂,且传统常规手段很难实现水体的科学处理。对此,行业科研人员将膜技术应用于高浓度有机废水处理中,如反渗透模式与气浮模式,实际应用结果表明,反渗透处理技术效率很高,处理后的水体有机质含量被大幅削减。经过多年实践与技术积累,科研人员使用碟管式耐酸碱纳滤膜,实现内燃机厂切削液废水以及啤酒废水的科学处理,此外,这种高效膜技术也同样被用于各类纯化食品以及生物制品产业的高浓度有机废水处理过程。高浓度有机废水很容易对膜体结构形成污染,因此,应用过程应辅以完善的清洗措施,并适当加大清洗时间与清洗频率。

  针对高浓度有机废水的特点,膜结构清洗过程中,工作人员应使用酸碱性较强的清洗液,只有这样才能消除膜结构的堵塞问题,结合这一需求,科研人员在优化膜技术时,应重点关注膜元件的抗酸碱能力与耐清洗能力。近些年,我国各科研机构也在不断完善膜技术的应用方式,而市场环境的不断优化,更是让膜技术在废水处理行业拥有较强的发展潜力,各企业与单位不断加大资金投入,各类新技术应用模式与新产品也在不断放大膜技术的场景适应能力与废水处理效率。

  6结语

  综上所述,膜技术在工业废水处理场景中拥有很强的应用优势与发展前景,科研人员在完善膜技术过程中,也要重点关注不同类别废水的特性,优化膜结构,提高其抗酸碱能力以及对高浓度有机质、无机盐以及各类重金属的过滤与浓缩能力,提升其抗老化能力与抗清洗能力。相关企业与单位也要不断加大对膜技术研发的投入,不断总结应用经验与教训,改进膜技术的应用水平。——论文作者:李建勃

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