高盐工业废水零排放应用膜处理工艺

高盐工业废水零排放应用膜处理工艺

付秀秀

内容提要：环保政策法规的日趋严格，使得工业废水“零排放”成为不可避免的趋势。文章介绍了高盐工业废水零排放中几种膜浓缩工艺(超滤、纳滤、 反渗透、正渗透、电渗析、膜蒸馏等)的应用情况和工程案例，浅析了各种膜技术的优点和不足，探讨了高盐废水膜处理技术的发展前景。为相关研究提供有价值的参考依据，使高盐工业废水处理技术进一步提升，以利于我国产业发展及节能环保项目的开展。

关键词：膜技术；高盐工业废水；零排放

1、高盐工业废水的特点及来源

1.1高盐工业废水的特点

高盐工业废水主要来源于化工、制药、食品加工、电力等行业的生产过程中产生的工业废水，这类废水通常具有高盐度、高COD（化学需氧量）、高氨氮等特点，同时可能还含有重金属、有机物等有害物质。高盐度废水不仅污染环境，对微生物也会产生抑制作用，这使传统生物处理方式无法起效，给废水处理带来较大困难。所以，提升高盐工业废水处理的有效性，开发新的处理技术解决高盐工业废水工程实施的难题，就成了现在研究的热点与难点。

1.2高盐工业废水的来源

高盐工业废水主要来源于以下几个方面：一是原料、溶剂、辅助剂等在生产过程中使用的经过洗涤、冲洗等环节产生的含盐类物质；二是生产过程中产生的废水，经过汽化、结晶等工艺，经过盐分的浓缩处理，最终形成的污水；三是盐湖资源开发、海水淡化等过程中产生的废水。这些废水成为工业废水处理领域的难题之一，除了技术原因，还必须考虑经济的可行性。

2、高盐工业废水零排放中膜处理工艺的应用

2.1超滤技术

超滤技术，作为一种高效且先进的废水处理方法，其核心在于利用超滤膜对废水进行分离和浓缩。超滤膜的孔径设计得较小，这一特性使得它能够有效地截留废水中的大分子物质和悬浮物。这种截留作用主要是根据物理筛分原理，即将大于膜孔径的物质截留在膜的一面，通过膜孔将小于膜孔径的物质截留到另一面，使废水得到净化。

在高盐工业废水的处理中，超滤技术扮演了至关重要的角色。在预处理阶段，通过超滤技术去除废水中的悬浮物、微粒，为后续处理工艺创造更为理想的条件。此外，超滤技术还可以将废水中的一些有机物质和微生物去除，使废水质量进一步提高。

值得一提的是，在应用过程中，超滤技术有不少可取之处。一是无需在超滤过程中添加化学制剂，从而避免了二次污染的产生。其次，超滤技术操作简单，自动化程度高，可大大降低人力成本，因此，超滤技术在生产过程中具有较高的操作效率。最后，使用年限长，维护成本低的超滤膜也有很好的经济效益。

2.2纳滤技术

纳滤技术相比于超滤和反渗透等膜分离技术，其优势可以用独特来形容。纳滤膜的孔径在超滤膜与反渗透膜之间，从而有效地截留了废水中的盐分，有机化合物，重金属离子等。纳滤技术的截留作用主要基于电荷效应和筛分效应，即通过膜表面的电荷与溶质离子之间的相互作用以及膜孔径对溶质分子的筛分作用，实现废水中溶质的去除。

纳滤技术在处理高盐工业废水中起到了决定性的作用。通过去除废水中的溶解性盐分，纳滤技术能够显著降低废水的盐度，为后续处理工艺减轻负担。另外，纳滤技术还可以将废水中的有机物、重金属离子等部分去除，使废水质量得到进一步改善。

在应用过程中，纳滤技术的优点同样很多。一是高盐度、高浓度的工业废水，采用纳滤技术，具有更高的处理效率和容量。二是避免二次污染的产生，不需要在纳滤过程中添加化学制剂。最后，纳滤技术可以使人力成本大大降低、操作简便、自动化程度高。

2.3 反渗透技术

作为废水深度处理的高级方法，反渗透技术的核心在于对反渗透膜特性的利用。这种特殊的膜材料，对废水中的盐分、有机物、微生物等污染物的截留性能极高，能有效去除。在高盐工业废水处理领域，反渗透技术具有不可替代的重要作用。

在高盐工业废水处理流程中，反渗透技术常被应用于最终处理阶段，以确保废水的深度净化和回用。经反渗透技术处理后的废水，其盐度和有害物质含量能显著降低，从而达到更严格的排放要求，甚至达到零排放标准，水质也能得到显著改善。

反渗透技术则以压强差为主要手段进行处理。当废水在压力作用下通过反渗透膜时，水分子能够顺利通过膜孔，而盐分、有机物等污染物则被截留在膜的一侧，从而实现废水的净化。此外，反渗透技术还可以结合其他处理技术，如预处理、后处理等，以提高整体处理效果。

2.4 正渗透技术

正透技术，其核心在于将正透膜作为废水处理的新方法，利用其自然渗透的特性进行正透处理。与反渗透技术相比，正渗透膜具有较大的孔径和较高的水通量，能够实现废水的高效处理和回用。

正渗透技术常应用于高盐工业废水处理中与其它膜技术相结合时。例如，可将正向渗透技术与反渗透技术相结合，使废水处理系统形成一体化。在这个系统中，正渗透技术首先用于去除废水中的大部分盐分和有机物，然后反渗透技术再对处理后的废水进行深度净化。这种组合处理系统将降低能耗和成本，同时提高处理效率。

正渗透技术的另一个优势在于其能够利用低品质水源进行废水处理。由于正渗透膜具有较大的孔径，因此可以利用海水、河水等低品质水源作为稀释剂，通过自然渗透作用将废水中的盐分和有机物稀释并排出。这种方法不仅节约了优质水源，还实现了废水的高效处理和回用。

2.5 电渗析技术

作为一项高效环保的废水处理技术，电渗析技术近年来备受瞩目。其核心原理是利用电场的作用，在离子交换膜中浓缩废水中的离子迁移。这种技术特别适用于处理高盐度的工业废水，能够有效去除其中的盐分和重金属离子等有害物质。

废水中的离子在电渗析过程中开始引入电解槽，在电场的作用下进行定向迁移。阳离子向阴部运动，阴部向阳部运动。当这些离子通过离子交换膜时，离子在不同的区域内被分隔，从而被浓缩，使离子分离，这是因为膜的选择透过性。

处理效率高、能耗低、操作简便是电渗析技术的优势所在。经过电渗析技术处理的废水，其盐度和有害物质含量得到显著降低，有利于后续的处理和回用。同时，该技术对废水的预处理要求较低，应用范围广泛，对废水预处理的要求也相对较高，因此，该技术对污水的预处理具有较高的要求。

2.6膜蒸馏技术

膜蒸馏技术是以热传导原理为基础的废水蒸馏技术。在膜蒸馏过程中，通过膜孔将产生的水蒸气放入冷凝器中凝结成水，将膜一侧的废水加热至沸腾状态。对盐度高、含有机质的工业废水，该技术尤其适用。

膜蒸馏技术的核心在于其高效的分离性能和节能特点。由于膜的选择透过性，只有水蒸气能够通过膜孔进入冷凝器，而盐分和有机物则被截留在废水侧。这样，经过膜蒸馏技术处理的废水，其盐度和有机物含量大幅降低，甚至可以实现废水的零排放。

膜蒸馏技术的热效率更高，能耗也比传统蒸馏技术低。另外，不会引入二次污染，因为膜蒸馏时不需要添加任何化学试剂。这些优势使膜蒸馏技术在污水处理领域大有可为。

然而，膜蒸馏技术同样面临一些挑战。例如，膜的制备成本较高，且容易受到污染和堵塞。此外，对于某些特殊的废水成分，如高浓度的有机物或某些难降解的物质，膜蒸馏技术的处理效果可能会受到影响。

结语：

高盐工业废水零排放问题亟待解决，随着我国对环境问题的重视程度不断提高。水处理工艺的日益增多和成熟，需要我们将各种膜处理等工艺结合实际进行耦合，实现废水资源的最大程度的循环利用，以达到最优的处理效果。通过对各种膜工艺的分析表明，膜技术不仅可以实现对高盐废水的深度浓缩处理，还可以实现对废水中水资源的回收利用，引导企业针对不同的工业废水零排放情况，有针对性地选择处理方式，为循环经济、清洁生产提供技术依托，具有良好的应用价值。

参考文献

[1]徐成燕.膜处理技术在高盐废水零排放上的应用及展望[J].化工管理,2019,517(10):127-129.

[2]陈富强,池勇志,田秉晖,等.高盐工业废水零排放技术研究进展[J].工业水处理,2018(8):1-5.