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化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用

2020-08-17 14:02:19 nvg75541108 472
隨著對(duì)化工廢水排放污染的日益嚴(yán)重,人們對(duì)化工污水的處理變得越來越關(guān)注,倘若這些廢水不能得到妥善處理和排放,會(huì)對(duì)自然環(huán)境以及人們身體健康甚至是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成非常大的影響??茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,廢水處理的方法也變得越來越完善,其中膜技術(shù)是廢水處理技術(shù)中的一種,它的處理過程主要是物理過程對(duì)自然環(huán)境是無害的。為此,本文就膜技術(shù)在化工廢水處理中的應(yīng)用作出相關(guān)分析,希望對(duì)相關(guān)人士有所幫助。

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化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著化工行業(yè)的不斷興起,化工廢水的排放量也日益增長(zhǎng),倘若廢水處理不妥善,不僅對(duì)自然環(huán)境造成非常大的影響,使人們賴以生存的環(huán)境被不斷破壞,同時(shí)對(duì)人類身體健康也十分不利,為此為了進(jìn)一步提高化工廢水處理的效果,可以引入膜技術(shù),該技術(shù)在操作過程中所涉及的方面較廣泛,例如,壓力、濃度、電勢(shì)梯度等,然而由于混合體大部分是由多組分構(gòu)成的,為此可以利用膜技術(shù)對(duì)其進(jìn)行選擇性滲透,同時(shí)利用化學(xué)位差作為推動(dòng)力,可以使混合物中的氣體、液體進(jìn)一步分離和提純[1]。在化工廢水處理過程中,膜技術(shù)是廣泛應(yīng)用的方法,不僅可以有效凈化降低廢水對(duì)自然環(huán)境、人體健康的威脅,同時(shí)也可高效將廢水中的污染物去除掉,并將廢水中有用的物質(zhì)進(jìn)行回收利用。膜技術(shù)相比以往傳統(tǒng)的過濾技術(shù)來講不僅可以降低企業(yè)廢水處理的經(jīng)濟(jì)支出,同時(shí)也進(jìn)一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)收益,這是因?yàn)槟ぜ夹g(shù)在對(duì)化工廢水處理過程中,它是一種物理過程且無需發(fā)生相的變化或者添加助劑,這也是膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于化工廢水處理中的原因。

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化工廢水處理中膜技術(shù)的應(yīng)用

2.1 微濾膜技術(shù)
微濾膜技術(shù)根據(jù)成膜材料分為無機(jī)膜和有機(jī)高分子膜,讓廢水經(jīng)過這些分子膜精細(xì)過濾的方式來對(duì)化工廢水中的病菌或者是有毒物質(zhì)進(jìn)行過濾,從而降低廢水對(duì)自然環(huán)境和人體健康的危害,使人們可以獲得一個(gè)優(yōu)良、潔凈的生存環(huán)境,進(jìn)一步高效開展工作以及生活。因?yàn)榇思夹g(shù)對(duì)廢水處理效果特別顯著,所以被很多石油化工行業(yè)所使用,它表面的孔隙率十分高,一般可以達(dá)到70%,是其他過濾濾紙的40 倍左右[2]。同時(shí)微濾膜的厚度比較小,使液體被過濾中的介質(zhì)所吸附,進(jìn)一步將損失降到最低。高分子類微濾膜為一均勻的連續(xù)體,過濾時(shí)沒有介質(zhì)脫落也不會(huì)造成二次污染,從而得到高純度的濾液,在很大程度上也減少了化工廢水處理問題上的成本支出,使企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 超濾膜技術(shù)
超濾膜技術(shù)是膜分離技術(shù)中的一種,它是以0.1~0.5MPa的壓力差為推動(dòng)力,利用多孔膜的攔截能力和以物理截留的方式,將廢水中大小不同的物質(zhì)顆粒分開從而達(dá)到純化和濃縮、篩分溶液中不同組分的目的。它的工作原理是在靜壓差為推動(dòng)力的作用下,原料液中溶劑和小溶質(zhì)粒子從高壓的料液側(cè)透過膜到低壓側(cè),而大粒子組分被膜所阻攔使它們?cè)跒V剩液中濃度增大。超濾膜技術(shù)程常用的操作模式有三種,第一種為單段間歇操作,在超濾過程中為了減輕濃差極化的影響,為此膜組件必須保持較高的料液流速,但膜的滲透通量較小,所以料液必須在膜組件中循環(huán)多次才能使料液濃縮到要求的程度,這也是工業(yè)過濾裝置最基本的特征。間歇操作適用于實(shí)驗(yàn)室或小規(guī)模間歇生產(chǎn)產(chǎn)品的處理[3]。第二種為單段連續(xù)操作,與間歇操作相比其特點(diǎn)是超濾過程始終處于接近濃縮液的濃度下進(jìn)行,因此滲透量與截留率均較低,為了克服此缺點(diǎn)可采用多段連續(xù)操作。第三種為多段連續(xù)操作,各段循環(huán)液的濃度依次升高,最后一段引出濃縮液,因此前面幾段中料液可以在較低的濃度下操作。這種連續(xù)多段操作適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。超濾膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用在化工廢水處理中,例如,染料廢水處理、造紙廢水的處理、放射性廢水的處理等。

2.3 納濾膜技術(shù)
納濾膜技術(shù)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù),其節(jié)流分子量在80~1000 的范圍內(nèi),孔徑為幾納米,因此稱納濾。它包括源水、源水泵、機(jī)械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、高壓泵、納濾主過濾系統(tǒng)。其工作特點(diǎn)是過濾精度高、處理效果穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單,設(shè)備外形美觀且制造精密。同時(shí)參數(shù)控制也比較精確,自控設(shè)計(jì)相對(duì)完善,可以根據(jù)客戶的要求做到完全自控[4]。

2.4 反滲透技術(shù)
反滲透又稱逆滲透,它是一種以壓力差為推動(dòng)力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因?yàn)樗妥匀粷B透的方向相反所以該技術(shù)又可以稱之為反滲透。工作根據(jù)各種物料的不同滲透壓,就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力,從而達(dá)到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透技術(shù)也是化工廢水處理中廣泛應(yīng)用的,該技術(shù)對(duì)化工廢水處理,不僅可以大幅度降低化工生產(chǎn)成本、保護(hù)環(huán)境,同時(shí)也進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)廢水資源化等諸多意義。而由于反滲透膜技術(shù)對(duì)進(jìn)水要求相對(duì)較高,為此工作人員在運(yùn)用反滲透技術(shù)對(duì)化工廢水進(jìn)行深度處理時(shí),還需要結(jié)合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調(diào)節(jié)等預(yù)處理工藝,從而使廢水處理效果更佳。

2.5 電滲析技術(shù)
電滲析技術(shù)是利用半透膜的選擇透過性,來分離不同的溶質(zhì)顆粒的方法。該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在化工、輕工、造紙、醫(yī)藥工業(yè),尤其是化工廢水處理上,電滲析技術(shù)在工作過程中是需要借助膜分離的[5]。例如、水處理通過利用半透膜的選擇滲透性原理,還有在外加直流電場(chǎng)的作用之下,使交流膜對(duì)陰離子進(jìn)行操控,這也是為了便于使那些游離子可以較好地滲透到另一側(cè)的水中,同時(shí)將另一側(cè)水濃度進(jìn)一步淡化,這種技術(shù)也適用于重金屬工業(yè)、放射性工業(yè)的廢水處理,其主要工作原理是在原水細(xì)格柵、調(diào)理池中,利用毛發(fā)過濾器、加壓泵、各類消毒體系共同作用下來對(duì)廢水進(jìn)行反復(fù)排水,最后再經(jīng)過膜出體系對(duì)化工廢水進(jìn)行處理。

2.6 聯(lián)合法工藝
在對(duì)化工廢水進(jìn)行處理過程中,由于有些工藝所選擇的膜技術(shù)不合理,是需要與其他技術(shù)相互聯(lián)合起來的,這樣做可以使廢水處理的效果非常好,對(duì)于渣油催化干氣氣烴別離膜技術(shù)以及深冷法聯(lián)合技術(shù)非常適用。該膜技術(shù)的工作原理主要是利用膜別離法將干氣中的氫分離出來,再采取深冷法別離將烴進(jìn)行分離,然而由于膜分離技術(shù)已經(jīng)將干氣中的大部分氫氣分離出來,此時(shí)干氣中的烴濃度也相對(duì)比較穩(wěn)定,此時(shí)應(yīng)采取脫甲塔對(duì)化工廢水進(jìn)行處理,因?yàn)橥ㄟ^經(jīng)膜分離所得濃度的烴是可以用于加工的。除此之外,還可以利用聯(lián)合法對(duì)催化裂化干氣進(jìn)行預(yù)處理,它對(duì)廢水處理技術(shù)要求并不高,只需要增加一些基礎(chǔ)設(shè)備就可以,比如,增設(shè)除霧沫設(shè)備,通過該設(shè)備脫出重組分中液滴即可,膜技術(shù)特別適用于氫氣資源短缺時(shí)使用,同時(shí)聯(lián)合法工藝也是目前化工廢水處理膜技術(shù)的主要途徑。

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結(jié)束語

隨著膜技術(shù)在化工廢水處理中的不斷應(yīng)用,不僅提高了我國(guó)很多企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)收益,同時(shí)也是促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。其中膜技術(shù)又分很多種方式主要有微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透、電滲析、聯(lián)合法工藝,這些方法在化工廢水處理過程中效果都非常顯著,這些方法的應(yīng)用在很大程度上減少了廢水對(duì)自然環(huán)境、人體健康的危害,從而推動(dòng)我國(guó)化工行業(yè)穩(wěn)固、長(zhǎng)久發(fā)展。


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