運用有機超濾膜處理廢水的要點

劉 剛 王偉偉

（青海潔神環(huán)境能源產(chǎn)業(yè)有限公司，青海 西寧810000）

隨著21世紀(jì)的來臨，經(jīng)濟快速發(fā)展，科技日益完善，膜分離技術(shù)不斷革新，廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，在廢水處理中的應(yīng)用取得了巨大的突破。為了提高膜的全面性能，加強膜的效果，人們開始研究新型材料來改進膜，使膜分離技術(shù)能夠更好的服務(wù)各個領(lǐng)域。

1 超濾膜的制備

成膜有著豐富的材料，在現(xiàn)在市場上常用并且性能好的主要有PES（聚醚砜）超濾膜、PVDF（聚偏氟乙烯）超濾膜、CS（殼聚糖）復(fù)合超濾膜、PVA（聚乙烯醇）超濾膜、CA（醋酸纖維素）超濾膜等幾種。這些材料容易成膜，并且成膜以后的性能比較高，化學(xué)性比也非常穩(wěn)定，生物相容性非常好，所以備受歡迎。在制膜過程中，要選擇合格的材料，還要考慮膜的截留率與通量的問題，將材料與工藝結(jié)合，才可以生產(chǎn)出性能優(yōu)越，成本低價的優(yōu)質(zhì)膜。

1.1 聚醚砜（PES）超濾膜

PES（聚醚砜）膜材料的使用范圍很廣，可以制備很多的類型的膜。這種材料具有超高的耐壓、耐熱以及耐氧化性，生物的相容性也非常好，是制備復(fù)核膜的最好基膜之一。清華大學(xué)成功的研究出了聚醚砜酮的平板超濾膜，強化了膜的腐蝕性，提高了溶解性，將膜的耐高溫從70攝氏度提升到320攝氏度。純水通量也達(dá)到每小時每平米1000到1200升，截留率在80%到90%。在聚醚砜材料中可適當(dāng)?shù)募尤胩砑觿?，這樣可以提高分離膜的性能，提升流通量與截留率，保證分離膜的質(zhì)量和持久性。

1.2 聚偏氟乙烯（PVDF）超濾膜

聚偏氟乙烯是成膜材料中比較常見的一種，但是有著獨特的性能也深受歡迎。聚偏氟乙烯是結(jié)晶性的聚合物，熔點170攝氏度，熱分解316攝氏度，具有良好的機械性能、耐沖擊、耐磨、化學(xué)性穩(wěn)定。在室溫下，聚偏氟乙烯不會被酸堿等腐蝕，在各種酸中性能也不會發(fā)生大的改變。雖然聚偏氟乙烯有很多的優(yōu)點，但是制備的分離膜親水性極差，在處理廢水時比較容易污染，影響膜的產(chǎn)水量。現(xiàn)在將無機納米氧化鋁混合聚偏氟乙烯制備超濾膜，有效的改善了聚偏氟乙烯的親水性，提高了膜的抗污染性，開始廣泛的使用。

1.3 聚乙烯醇（PVA）超濾膜

這種材料的線型結(jié)果非常嚴(yán)格，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，分子鏈上有大量的羥基，所以具有非常高的親水性，并且耐污染，這種材料用于制備親水膜比較多。聚乙烯醇膜非常容易溶脹甚至溶解，所以要對其進行改性處理。有人研究用二氧化硅對其進行改性處理，這樣保留了聚乙烯醇的親水性，提高了抗污能力，又保留了二氧化硅的韌性，彌補了聚乙烯醇膜的缺點。經(jīng)過改性，膜的性能有了大幅的提高，不但增加了抗污能力，通水量，還保留了原來的特性。

1.4 殼聚糖（CS）超濾膜

這種材料的資源豐富，非常容易進行化學(xué)修飾。殼聚糖膜的韌性非常好，抗拉的強度非常大，耐堿性、有機溶劑性非常強。，在交聯(lián)以后有很強的耐酸性。在殼聚糖分子中有大量的羥基，可以結(jié)合蛋白中的氨基，所以可以利用殼聚糖膜進行提取或者分離蛋白質(zhì)。

1.5 醋酸纖維素（CA）超濾膜

醋酸纖維素具有良好的透水性和成膜性，來源方便并且價格低廉，被廣泛的應(yīng)用到超濾膜制作材料。中南大學(xué)的教授利用聚乙烯醇的特點混合醋酸纖維素制備了聚乙烯醇-醋酸纖維素混合超濾膜，使這種超濾膜的滲透率達(dá)到每小時每平米40到70升，出油率達(dá)到90%。

2 有機超濾膜處理廢水的工作原理及流程

超濾是使用膜兩側(cè)的壓力差作為推動力，用機械篩風(fēng)的方式來進行分離溶液的過程。在靜壓差下，水的小分子粒子自高壓側(cè)通過膜到低壓側(cè)，大分子的粒子被膜截留，從而將不同的分子分離。膜分離技術(shù)在廢水處理中非常的有效，用膜分離能夠過濾出懸浮物與無菌體，這樣極大地提高了分離的效率。所以，超濾膜是超濾工藝的核心，是關(guān)鍵的技術(shù)，具有非對稱的性質(zhì)，有三個部分組成：致密層、支持層和骨架層。表面層的作用主要是分離，一般使用化學(xué)性能穩(wěn)定，耐酸堿、耐高溫和有機溶劑，并且可反向沖洗、分離率高得有機超濾膜。

有機超濾膜處理廢水的主要流程是把廢水流入初沉池沉淀，然后進入PH調(diào)節(jié)，在進行膜處理，進入微生物的反應(yīng)池，最后進入斜板的沉淀池，將處理好的廢水排放或者進行回收利用。使用超濾膜和微生物處理的工藝，不但降解了廢水中的有機物，而且還可以去除廢水中的硫化物等，并且可以對廢水中的細(xì)菌截留分離。這種工藝不用再加藥、混凝、過濾等程序，簡化了工藝，降低了勞動的遷都，提高了安全性，能夠保證處理水的標(biāo)準(zhǔn)，并且降低了費用，避免二次污染。

3 有機超濾膜在處理廢水中的應(yīng)用

3.1 制革廢水的處理

制革廢水的危害比較大，并且非常難處理，因為含有大量的有機物和很好濃度的鹽分。有些人使用1毫米孔徑的濾網(wǎng)對制革廢水進行預(yù)處理，在超濾處理時，操作壓力定位0.2Mpa，超濾膜的膜面流蘇是每秒3米，經(jīng)過這樣的處理，可以節(jié)省硫酸鹽達(dá)30%，石灰?guī)r等物質(zhì)節(jié)省15%，處理以后的水90%都可以回收再利用。還有些人將反滲透技術(shù)結(jié)合超濾進行制革廢水處理，在操作壓力0.2MPa，PH值為8.1時，超濾膜的膜面流速是每秒1.5米時，溫度25攝氏度以下，在這些條件符合的情況下制革廢水的鹽分以及濁度處理效果最好。

3.2 重金屬的廢水處理

在金屬加工、生產(chǎn)合金以及電鍍等一些行業(yè)都會產(chǎn)生中金屬廢水，如果不進行及時的處理會嚴(yán)重的污染環(huán)境。使用超濾膜對重金屬廢水進行處理，不但可以回收重金屬，還能夠有效地保護環(huán)境。在處理含鋅廢水中，有些人使用表面活性劑來強化超濾的技術(shù)，在進料中加入表面活性劑，使分離膜表面產(chǎn)生膠體，從而被超濾膜截留，這種膠體可以吸附鋅，然后達(dá)到去處。通過實驗，廢水溶液的鋅含量每升50毫克的情況喜下，在進料中每升加入表面活性劑1.8克，靜置3個小時以后，超濾膜對鋅的截留率達(dá)到97.5%，通量每小時每平米13.2升。

3.3 含油廢水的處理

在一些機械行業(yè)中，工件的清洗、維修中都會產(chǎn)生含油廢水，一般存在的形式是漂浮油、乳化油、分散油。分離難度最大的就是乳化油，由于電解的費用較高，所以一般使用超濾的方式進行油水分離，然后進行回收利用。一些人用混凝結(jié)合超濾來處理含油廢水，這種工藝減少了污染物進入超濾膜的膜孔，改善了超濾膜表面的性質(zhì)，減輕了污染物在超濾膜上的沉積，增加了滲透通量。

3.4 造紙廢水的處理

這種廢水處理難度非常大，在技術(shù)上也一直在研究和創(chuàng)新，尤其是超濾膜的技術(shù)在不斷的改進，促進造紙廢水的凈化，并且實現(xiàn)回收再利用。超濾膜應(yīng)用于造紙廢水處理中，能夠有效的降低消耗，提高了效率，簡化了工藝。

4 結(jié)語

有機超濾膜在廢水處理中能夠更好的凈化水，實現(xiàn)水資源的回收再利用。超濾技術(shù)在廢水處理中有著非常大的發(fā)展前景，所以要不斷的探索超濾膜的新型材料，提高超濾的工藝，全面提高我國廢除處理的能力。

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