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摘要：随着经济社会的发展，工业建设的规模不断扩大，对于低耗能高环保的技术的需求也在增大，而膜分离技术的出现能更好的满足这种需求。基于此，本文着重对膜分离技术在工业水处理中的应用进行研究，重点分析了膜分离技术的特点及工作原理，并在此基础上的分析了其在含酚废水和染料废水等的应用、在轻工废水中的应用、在含重金属废水的应用、在化学及石油工业废水中的处理，，希望对以后工业水处理中的膜分离技术应用能有所帮助。
关键词：膜分离技术；工业水处理；含酚废水
0引言
随着工业化进程的推进，废水治理已广受关注。直接排放未经处理的废水将污染地下水体、江河湖海，恶化环境质量。被污染的水源一旦被饮用，也将危害公众健康。自20世纪60年代起，膜分离技术经过几十年的发展，已成为一种清洁的新型生产工艺，可有效净化工业废水，回收其中的有用成分，在工业用水处理中得到广泛应用。膜分离技术是一种利用特制薄膜的有机透水性，在外力作用下将混合物分离、提纯、浓缩的新型分离工艺。在所有水处理方法中，该技术可有效分离出水中污染物质，对其进行回收利用，既治理污染，又提高企业效益。
1膜分离技术特点及应用原理
1.1膜分离技术特点
膜分离技术作为一种新型的分离工艺，具有诸多独特优势。首先，该技术利用特制的薄膜材料，依靠膜面的选择性透过性实现物质的分离、浓缩和提纯，可在较低温度下进行分离，避免了传统分离技术中的加热蒸馏过程，大大节省了能量。其次，膜分离工艺操作简单，设备体积小，无需额外添加化学试剂，对环境影响很小。第三，该技术可广泛应用于各种混合物的分离，如气体、液体和溶液混合物，应用灵活性强。最后，膜分离技术可实现高效分离，产率高、选择性好，是许多传统分离技术无法替代的。总体来说，膜分离技术以其特有的工作原理、节能环保、操作简便和高效分离的优势，显示出广阔的应用前景[1]。
1.2膜分离技术的应用原理
膜分离技术的核心在于利用膜的选择性渗透性实现对混合物的分离。工作时，待分离的混合物被引入膜模块的供料侧，在压力差或浓度差的驱动下，膜界面仅允许部分组分穿过，而阻止其他组分通过，从而达到分离目的。过程中，膜面的微孔或晶间空隙起着筛选作用，其大小决定了能够透过的组分种类。同时，压力差驱动分离过程，压力越大，通过膜的通量也越大。此外，操作温度、pH值以及组分性质也会影响分离效果。相比传统分离技术，该技术以其较低的能量消耗、更高的效率、更好的选择性和自动化操作等特点，显示出广阔的应用前景。总之，膜分离技术依靠膜的选择渗透性原理实现高效、节能的分离，是一种清洁的新型分离工艺。膜分离技术在某工业废水处理工作中的应用示意图，如图1所示。
2工业水处理中的膜分离技术应用方式
随着我国经济的蓬勃发展，工业取得了长足进步，但也导致了工业废水排放问题日益严峻。大量含化学物质的工业废水排放，已对环境及公众健康造成严重影响。为保证社会可持续发展，有必要对工业废水实施严格治理。随着加工业的蓬勃兴起，各类工业废水的排放量激增，这已成为许多部门面临的难题。为确保环境与人类健康，必须对工业废水进行严格净化处理。膜分离技术是一种绿色环保有机化工废水处理的重要手段。它能够有效地去除有毒气体和有毒微生物，保护环境和人体健康。膜分离技术在工业水处理中有以下几种具体应用方式：
2.1在含酚废水和染料废水等的应用
膜分离技术是一种利用半透膜的选择性透过性原理，对工业废水中的有机物或无机物进行分离和回收的技术。膜分离技术在处理含酚废水和硝基甲苯废水等工业废水中有着广泛的应用和优异的效果。例如，使用表面活性剂作为内相试剂，可以从硝基甲苯废水中萃取出硝基甲苯；使用液膜的方法，可以从高浓度含酚废水中萃取出酚，除酚率高达99.98%；如果硝基甲苯废水含有高浓度的盐分，也可以使用膜分离技术进行处理，去除率达到99.6%；液膜技术和膜处理技术是两种利用半透膜的选择性透过性原理，对工业废水中的有机物进行分离和回收的技术。液膜技术可以从氨基酸废水中浓缩出氨基酸，经过低电压破乳后，得到氨基酸的乳液，实现资源的综合利用。膜处理技术可以从硝基苯胺废水中萃取出硝基苯胺，使用表面活性剂和溶剂油作为萃取剂，降低废水的毒性。这两种技术在处理氨基酸废水和硝基苯胺废水等工业废水中展现了良好的效果和前景[2]。
印染废水是一种高色度、高水量、高毒性、含重金属的工业废水，直接排放会造成严重的环境污染。纳滤膜和反渗透膜是两种利用半透膜的选择性透过性原理，对工业废水中的有机物或无机物进行分离和回收的技术。纳滤膜在低压力下，可以获得较高的通量，抗污染能力较强。反渗透膜和纳滤膜对一价离子的去除率较低，但对镁和钙等工业循环回用水中的离子去除率较高。这两种技术在处理印染废水中展现了良好的效果和前景。某工业印染用水膜分离技术应用流程图，如图2所示。
纺织印染用水处理中，反渗透和纳滤膜是两种常用的工艺。经过分析，纳滤膜的处理成本为1.53元/m3，低于反渗透的1.82元/m3。同时，纳滤膜的处理效果也优于活性炭吸附、臭氧处理等其他工艺。因此，纳滤膜是一种经济高效、效果好的纺织印染用水处理工艺。
2.2在轻工废水中的应用
膜分离技术是一种利用半透膜的选择性透过性原理，对工业废水中的有机物或无机物进行分离和回收的技术。膜分离技术在处理漂白废水中展现了良好的效果，首先是回收有用的化学品，如柠檬酸，避免了大量损失，提高了经济效益。
其次是降低废水中的BOD5和COD含量，分别达到67%和86%的去除率，提高了环境效益。最后是，获得较高的膜通量，为16.6 L/（m2·h），表明膜分离技术具有较强的抗污染能力。
食品加工废水是一种含有高浓度有机物的工业废水，处理的主要目的是回收有用的成分，降低污染物质。微滤膜和纳滤膜是两种利用半透膜的选择性透过性原理，对工业废水中的有机物或无机物进行分离和回收的技术。微滤膜和纳滤膜在处理食品加工废水中展现了良好的效果。
首先，回收有用的成分，如葡萄糖、林可霉素等，提高经济效益。例如，使用微滤膜和纳滤膜对黄姜废水进行处理，可以从废水中提取出纯度85%~90%的葡萄糖溶液；使用纳滤膜对林可霉素废水进行处理，可以从废水中托出70%~80%的氧化钠溶液。其次，降低废水中的COD含量，分别达到86%和70%~80%的去除率，提高环境效益。例如，使用微滤膜和纳滤膜对黄姜废水进行处理，废水中的COD从82 000 mg/L下降到4 000 mg/L；使用纳滤膜对林可霉素废水进行处理，废水中的COD从500 mol/L下降到100 mol/L。
2.3在含重金属废水的应用
在合金生产或金属加工结束后，清洗机器是必要的，但通常会导致清洗水中含有高浓度的铁、锌、镍等多种重金属离子。为应对这一问题，纳滤膜技术可用于处理废水。它不仅可以将废水中的重金属离子浓度降低到原来的约1/10，还可以同时回收超过90%的废水，使其变得清洁可再利用。此外，通过纳滤膜技术，浓缩后的重金属可以再次回收，实现资源价值的倍增。在适当的条件下，该技术还可以用于不同金属的分离和回收。
2.4在化学及石油工业废水中的处理
处理化学工业废水时，常用的方法是先浓缩，再曝气或焚烧。但是，这种方法有一个问题，就是浓缩后的废水盐度很高，会腐蚀暖气装置或焚烧炉。因此，要注意尽量去除废水中的盐分。纳滤膜技术是一种利用半透膜的选择性透过性原理，对工业废水中的有机物或无机物进行分离和回收的技术。纳滤膜技术在处理含有大分子有机物和盐分的废水中展现了良好的效果，浓缩处理后的废水含盐量降低，可以进行曝气处理，去除有机物和气体。透过液则经过生化处理，使其变成对环境或人体危害较小的排放液。这是一种分级处理废水的方法，实现了选择性透过和资源回收[3]。
纳滤膜技术在处理含有无机盐和有机物的石油
废水中展现了良好的效果。首先，分离石油废水中的油水相，得到无油的盐水相和富油的水相。其次，回收石油废水中的原油资源，将富油的水相加入新鲜的供水中，再进行洗油工作，提高原油回收率。最后节约石油废水中的水资源，将无油的盐水相进行进一步处理，实现水资源的再次利用。因此，纳滤膜技术是一种环保、高效、节能的清洁生产技术。部分石油工业废水富含有毒性极强的酚类物质，这些物质必须在排放前得到有效去除。纳滤膜技术为解决这一问题提供了出色的解决方案。它在去除酚类物质方面表现出色，去除率可达95%以上，同时在相同成本下，还能更高效地去除石油工业废水中的钛、汞、镍等重金属离子[4]。
3结论
探讨了膜分离技术在工业水处理中的广泛应用。通过对膜分离技术的特点和应用原理进行分析，我们了解到这一技术以其高效、环保、可持续的特点在工业水处理中具有重要地位。在工业水处理中，膜分离技术被广泛应用，包括处理含酚废水和染料废水、轻工废水、含重金属废水以及化学及石油工业废水。在含酚废水和染料废水的应用中，膜分离技术能够高效去除有机物和颜料，提高水质。在轻工废水处理中，它有助于去除难降解的有机物质，减少对环境的污染。对于含重金属废水，膜分离技术不仅能够有效去除重金属离子，还可以实现废水的回收和再利用。在化学及石油工业废水处理方面，膜分离技术可以高效去除毒性物质，确保废水达到排放标准。综合来看，膜分离技术在工业水处理中发挥着不可替代的作用，不仅提高了水质，还减少了对环境的不良影响。随着技术的不断发展和改进，我们可以期待膜分离技术在工业水处理领域的应用将继续扩大，为环境保护和可持续发展做出更大贡献。因此，膜分离技术的广泛应用前景非常令人鼓舞，它将继续为我们创造更清洁、更可持续的工业水处理解决方案。
参考文献
[1]刘靖宇.膜分离技术在工业污水处理中的应用[J].江西建材，2021（12）：308-310.
[2]孙阳.水处理行业中膜分离技术的应用[J].居舍，2020（7）：51.
[3]刘纳，康彩霞，李双凌，等.膜分离技术在工业含盐废水处理中的应用[J].低碳世界，2018（11）：10-11.
[4]汤传龙.工业水处理中膜分离技术的应用研究[J].山东工业技术，2017（24）：68.
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