全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用研究

全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用研究

赵小刚

国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤制油分公司 宁夏回族自治区银川市 750000

摘要：全膜法水处理工艺是一项系统、灵活、可靠和高效的技术工艺，对生态环境保护的作用十分巨大。全膜法水处理工艺技术具有可靠性高、出水水质优等技术特征，同时，膜生物反应器工程的投资成本低，耗能不高，总体效益较好，有着良好的应用和推广价值。基于此，本文主要就全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用进行分析，以供参考。

关键词：全膜法；水处理；环境保护

1全膜法水处理技术概述

全膜法水处理技术是一种高效的膜分离与浓缩工艺，基于膜的选择透过性原理。在压力驱动下，水分子能够透过膜材料，而溶解在水中的杂质、有机物、重金属离子等则被膜截留。通过超滤、反渗透等膜分离技术的组合使用，可以实现对水中杂质的逐级去除和深度脱盐。

在全膜法水处理工艺实施过程中，通常需要结合实际需求，合理选择不同类型的膜，为了适应不同的分离要求，一般会选用反渗透膜、超滤膜、微滤膜以及纳滤膜等进行膜分离。与传统蒸馏法工艺相比，全膜法水处理工艺无相变过程，不仅能保留物质的原有特性，而且还会使其化学、物理性质更加稳定，再加上全膜法水处理工艺无需采用复杂和大规模的控制系统及设备，所以操作工艺更加简便，一般在实现水中组分的分离过程中，系统能耗较低，特别是膜分离技术相关组件能够非常紧凑地在相关膜元件设备中便捷、模块化地安装，大大方便了膜组件设备与系统的维护和安装。除此之外，膜分离过程还能有效地减少环境污染，而且无需加入相关化学药剂，因而更符合生态环境保护的水处理技术工艺的需求。

全膜法水处理工艺具有可连续性操作、处理容量大以及可选择性分离等特征，采用此项技术工艺，能够根据不同的膜孔隙大小和材料属性，实现对水质中特定组分的高度选择性分离和浓缩，进而将水中混合物的有害杂质与有用矿物质有效地分离出来。在此基础上，还可以通过膜元件数量的增加以及膜面积的增加，实现膜分离技术处理容量的增加。“全膜法水处理”工艺的膜分离过程，具有较好的适用性，且能够实现大规模、连续性操作，进而保证了全膜法水处理生产技术工艺和环境保护的高效性与稳定性。

2全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用

2.1微滤水处理技术

这是一种使用0.1～1.0μm较大孔径的MF膜（Microfiltration）、采用0.01～0.20MPa的实际运行压力进行膜分离的微滤技术。微滤机采用特殊的过滤介质和结构设计，能够实现高效过滤，有效去除水中的悬浮物、颗粒物等杂质。微滤机在运行过程中无需添加化学药剂，不会产生二次污染。同时，其能耗较低，有利于节能减排和环境保护。微滤机的自动化程度较高，可实现无人值守和远程控制。同时，其结构紧凑、占地面积小且过滤介质易于更换和清洗，维护成本低。微滤机采用精密的过滤技术，能够有效去除污水中的悬浮物、颗粒物等杂质。其过滤介质和结构设计使得它能够高效地截留微米级的颗粒物，从而确保处理后的水质更加清澈。在多个污水处理厂和化工企业的实际应用中，微滤机表现出了优异的去除效果，悬浮物去除率可达到90%以上，显著改善了出水水质。

2.2超滤水处理技术

超滤主要是采用膜孔径为1～100nm的更小孔径的膜和0.1～1.0MPa的运行压力进行膜分离技术处理，利用半透膜的微孔结构，在一定的外界压力（通常为0.1～0.5MPa）推动下，实现对物质的选择性分离、回收。当溶液以一定流速流经超滤膜表面时，分子量小于膜截留分子量的溶质和水透过超滤膜，形成滤过液（简称滤液），而分子量大于膜截留分子量的溶质则被膜所截留。超滤过程无相转化，常温操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能。超滤膜能够高效分离水中的微粒、胶体、细菌、热原和各种有机物，但几乎不能截留无机离子。超滤技术无化学试剂添加，不产生二次污染，有利于环境保护。超滤技术可用于中水回用、饮用水的生产，提供安全、可靠的饮用水源。在电子工业、医药工业等领域，超滤技术用于制备高纯水及反渗透组件的进水预处理。超滤技术可有效处理工业废水和生活污水，去除其中的悬浮物、有机物和微生物等污染物，实现废水的资源化利用。

2.3纳滤工艺技术

纳滤膜的孔径在超滤和反渗透之间，通常在0.001～0.010μm，利用膜的选择性分离作用，将水中的微小颗粒、胶体物质、有机物质和细菌等高分子量的溶质截留在膜表面，同时允许水分子和溶解物通过膜孔，从而实现对水的净化。纳滤主要用于去除颗粒物、胶体物质、有机物、溶解物和微生物。纳滤膜可以有效地去除水中的悬浮物、细微颗粒和胶体物质，去除水中的有机物质和溶解物，减少水中的有机物浓度。纳滤膜可以有效地过滤水中的细菌、病毒和其他微生物，减少微生物在锅炉中的生长和繁殖，避免微生物引起腐蚀、堵塞和污染。同时，纳滤具有操作简便、能耗低和净化效果好等优点。纳滤膜技术以其特殊的分离性能，已成功应用于制糖、制浆造纸、电镀、机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理中。这些行业产生的废水中常含有重金属、有机物、悬浮物等污染物，纳滤膜能够有效去除这些污染物，使废水达到排放标准或实现回用。在石油工业废水处理中，纳滤膜技术可以与其他方法相结合，如先用纳滤膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相，再对富油相进行进一步处理，从而实现废水的有效处理和原油的回收。对于化纤、印染工业废水，纳滤膜可用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用，提高水资源的利用率。

2.4反渗透水处理技术

反渗透水处理技术是一种借助于选择透过（半透过）性膜的功能以压力为推动力的膜分离技术。当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水流道流入中心管，然后在一端流出。而水中的杂质，如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化的目的。反渗透膜的性能主要取决于其孔径大小、膜材料的选择以及操作条件等因素。

反渗透技术广泛应用于饮用水净化领域，能够去除水中的有害物质和微生物，提供清洁、安全的饮用水。在工业生产中，水质的好坏直接影响到生产质量和设备寿命。反渗透技术可以为工业提供纯净水源，保证生产的正常进行。例如，在电力工业中用于锅炉补给水和冷却水处理；在电子工业中用于半导体工业超纯水、集成电路清洗用水等。反渗透技术是海水淡化领域最常见的技术之一，通过反渗透膜的作用，可以将海水中的盐分去除，转化为淡水，为沿海地区的淡水资源开发提供了重要的技术支持。

2.5膜生物反应器水处理技术

膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。该技术结合了膜分离的高效性和生物处理的强降解能力，在污水处理和水资源再利用领域具有广泛应用。通过膜组件的高效分离作用，将生物反应器中的活性污泥和大分子有机物截留，实现泥水分离。同时，生物反应器内维持高浓度的微生物量，提高生化反应速率，从而有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。

结束语

综上分析，在开展环境保护工作时，应按照具体工作需求及膜的特性，选择合适的膜分离技术，根据具体需求调整选择适宜的膜材料，实现对不同大小物质中特定组分的选择性分离，从而达到污染物去除和再利用的目标。
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