隨著對化工廢水排放污染的日益嚴重，人們對化工污水的處理變得越來越關注，倘若這些廢水不能得到妥善處理和排放，會對自然環(huán)境以及人們身體健康甚至是農業(yè)生產造成非常大的影響?？茖W技術的不斷進步，廢水處理的方法也變得越來越完善，其中膜技術是廢水處理技術中的一種，它的處理過程主要是物理過程對自然環(huán)境是無害的。為此，本文就膜技術在化工廢水處理中的應用作出相關分析，希望對相關人士有所幫助。
1 化工廢水處理中膜技術的應用優(yōu)勢
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，倘若廢水處理不妥善，不僅對自然環(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，同時對人類身體健康也十分不利，為此為了進一步提高化工廢水處理的效果，可以引入膜技術，該技術在操作過程中所涉及的方面較廣泛，例如，壓力、濃度、電勢梯度等，然而由于混合體大部分是由多組分構成的，為此可以利用膜技術對其進行選擇性滲透，同時利用化學位差作為推動力，可以使混合物中的氣體、液體進一步分離和提純[1]。在化工廢水處理過程中，膜技術是廣泛應用的方法，不僅可以有效凈化降低廢水對自然環(huán)境、人體健康的威脅，同時也可將廢水中的污染物去除掉，并將廢水中有用的物質進行回收利用。膜技術相比以往傳統(tǒng)的過濾技術來講不僅可以降低企業(yè)廢水處理的經(jīng)濟支出，同時也進一步提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會收益，這是因為膜技術在對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，這也是膜技術被廣泛應用于化工廢水處理中的原因。
2 化工廢水處理中膜技術的應用
2.1 微濾膜技術
微濾膜技術根據(jù)成膜材料分為無機膜和有機高分子膜，讓廢水經(jīng)過這些分子膜精細過濾的方式來對化工廢水中的病菌或者是有毒物質進行過濾，從而降低廢水對自然環(huán)境和人體健康的危害，使人們可以獲得一個優(yōu)良、潔凈的生存環(huán)境，進一步開展工作以及生活。因為此技術對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，一般可以達到70%，是其他過濾濾紙的40 倍左右[2]。同時微濾膜的厚度比較小，使液體被過濾中的介質所吸附，進一步將損失降到。高分子類微濾膜為一均勻的連續(xù)體，過濾時沒有介質脫落也不會造成二次污染，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)濟效益。
2.2 超濾膜技術
超濾膜技術是膜分離技術中的一種，它是以0.1~0.5MPa的壓力差為推動力，利用多孔膜的能力和以物理截留的方式，將廢水中大小不同的物質顆粒分開從而達到純化和濃縮、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力的作用下，原料液中溶劑和小溶質粒子從高壓的料液側透過膜到低壓側，而大粒子組分被膜所阻攔使它們在濾剩液中濃度。超濾膜技術程常用的操作模式有三種，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)過濾裝置基本的特征。間歇操作適用于實驗室或小規(guī)模間歇生產產品的處理[3]。第二種為單段連續(xù)操作，與間歇操作相比其特點是超濾過程始終處于接近濃縮液的濃度下進行，因此滲透量與截留率均較低，為了克服此缺點可采用多段連續(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，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。超濾膜技術被廣泛應用在化工廢水處理中，例如，染料廢水處理、造紙廢水的處理、廢水的處理等。
2.3 納濾膜技術
納濾膜技術是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術，其節(jié)流分子量在80~1000 的范圍內，孔徑為幾納米，因此稱納濾。它包括源水、源水泵、機械過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、高壓泵、納濾主過濾系統(tǒng)。其工作特點是過濾精度高、處理效果穩(wěn)定、維護簡單，設備外形美觀且制造精密。同時參數(shù)控制也比較，自控設計相對完善，可以根據(jù)客戶的要求做到完全自控[4]。
2.4 反滲透技術
反滲透又稱逆滲透，它是一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反所以該技術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，從而達到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透技術也是化工廢水處理中廣泛應用的，該技術對化工廢水處理，不僅可以大幅度降低化工生產成本、保護環(huán)境，同時也進一步實現(xiàn)廢水資源化等諸多意義。而由于反滲透膜技術對進水要求相對較高，為此工作人員在運用反滲透技術對化工廢水進行深度處理時，還需要結合沉降、混凝、微濾、超濾、活性炭吸收、pH 調節(jié)等預處理工藝，從而使廢水處理效果更佳。
2.5 電滲析技術
電滲析技術是利用半透膜的選擇透過性，來分離不同的溶質顆粒的方法。該技術已經(jīng)被廣泛應用在化工、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的作用之下，使交流膜對陰離子進行操控，這也是為了便于使那些游離子可以較好地滲透到另一側的水中，同時將另一側水濃度進一步淡化，這種技術也適用于重金屬工業(yè)、工業(yè)的廢水處理，其主要工作原理是在原水細格柵、調理池中，利用毛發(fā)過濾器、加壓泵、各類消毒體系共同作用下來對廢水進行反復排水，后再經(jīng)過膜出體系對化工廢水進行處理。
2.6 聯(lián)合法工藝
在對化工廢水進行處理過程中，由于有些工藝所選擇的膜技術不合理，是需要與其他技術相互聯(lián)合起來的，這樣做可以使廢水處理的效果非常好，對于渣油催化干氣氣烴別離膜技術以及深冷法聯(lián)合技術非常適用。該膜技術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行分離，然而由于膜分離技術已經(jīng)將干氣中的大部分氫氣分離出來，此時干氣中的烴濃度也相對比較穩(wěn)定，此時應采取脫甲塔對化工廢水進行處理，因為通過經(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)合法對催化裂化干氣進行預處理，它對廢水處理技術要求并不高，只需要增加一些基礎設備就可以，比如，增設除霧沫設備，通過該設備脫出重組分中液滴即可，膜技術特別適用于氫氣資源短缺時使用，同時聯(lián)合法工藝也是目前化工廢水處理膜技術的主要途徑。

一、設備簡介：

 

  溶氣氣浮技術近年來廣泛應用于給排水及廢水處理中，它可以有效地去除廢水中難以沉淀的輕浮絮體。處理能力大、效率高、占地少、使用范圍廣。被廣泛應用于石油、化工、印染、造紙、煉油、皮革、鋼鐵、機械加工、淀粉、食品等污水處理。經(jīng)加藥反應后的污水進入氣浮的混合區(qū)，與釋放后的溶氣水混合接觸，使絮凝體粘附在細微氣泡上，然后進入氣浮區(qū)。絮凝體在氣浮力的作用下浮向水面形成浮渣，下層的清水經(jīng)集水器流至清水池后，一部分回流作溶氣水使用，剩余清水通過溢流口流出。氣浮池水面上的浮渣積聚到一定厚度以后，由刮沫機刮入氣浮機污泥槽后排出。

 

    二、在水處理領域氣浮機應用于以下方面：
    1、分離地表水中細小懸浮物，藻類等微聚體。
    2、回收工業(yè)廢水中有用物質，如造紙廢水中紙漿等。
    3、代替二沉池分離和濃縮水中污泥。

三、設備優(yōu)點：

     1、特制的渦流溶氣罐將氣溶于水中，經(jīng)減壓釋放，在水中產生微細的氣泡，微細氣泡的粒徑約20～40μm，更利于粘附在絮凝體上。

    2、由于對絮凝要求條件寬松，可節(jié)約絮凝劑用量。

    3、凈化效果比加壓溶氣氣浮更加明顯。

    4、運行中易于調節(jié)，工藝穩(wěn)定，不需專人管理。

    5、克服傳統(tǒng)氣浮裝置運行不穩(wěn)定、氣泡大及釋放頭堵塞等諸多問題。

    6、由于氣浮過程是一個好氧過程，使污泥產生的臭氣問題得到了很好的解決。

     四、設備組成部分：

設備主體由溶氣泵、氣水分離器、絮凝室、氣浮接觸室、分離室、沉淀椎體、集水槽等幾部分組成。
    五、設備主要構造說明：
     1.氣浮系統(tǒng)集進水、絮凝、分離、集水、出水于一體，與傳統(tǒng)氣浮設備類似，設有一個穩(wěn)流室、溶氣釋放室，使處理性能更穩(wěn)定，效果更優(yōu)越。

 穩(wěn)定室：通過折板反應的原水，流速很高，若直接與溶氣水接觸，會消散微小氣泡，影響氣泡沾附絮塊效果，從而降低氣浮處理效率，若增加了穩(wěn)流室，使湍流的原水動能消耗，勻速進入溶氣水釋放室，從而有力保證了去除效果。

溶氣釋放室：溶氣釋放室與分離室于一個槽體。中間隔開，溶氣水與絮凝完畢的原水在此粘附，緩慢上升，進入氣浮分離室，保證了絮凝塊與微小氣泡的接觸空間與時間，使溶氣水的釋放率達80-100％。
       2.溶氣系統(tǒng)對于氣浮設備來說，溶氣系統(tǒng)好比是氣浮設備的“心臟”，也是氣浮設備的主要的部件，在這個階段，氣與水在泵的進口處一起吸入，經(jīng)剪切加壓混合成溶氣水，氣液兩相充分混合并達到飽和,整套溶氣系統(tǒng)大的含氣量達10％，且氣體的溶解度為100％，使氣體彌散時的微氣泡分布均勻，平均氣泡直徑小于30um。該溶氣系統(tǒng)是對傳統(tǒng)氣浮改進和技術創(chuàng)新，提高了氣浮分離效率，大大降低設備生產和運行費用。
      3.刮渣機的運行方式及速度直接影響到氣浮出水的水質和污泥含固率。渦凹氣浮機該系統(tǒng)采用回轉式刮渣機，可將浮渣連續(xù)均勻地刮入浮渣槽，減少了浮渣相互碰撞的現(xiàn)象；另外，高度可調的刮板能更好的適應各種運行條件，一體化污水處理設備，降低污泥含水率。
      4. 控制系統(tǒng)均采用的電器元件（德力西或正泰），以保證設備的長期有效運行。

在大多數(shù)化工原料生產廠，溶劑在原輔料中的使用比例是相當高的，可以說，許多生產廢水中的有機負荷基本上來自溶劑，因此，重視和做好溶劑的回收工作不僅是防治污染、減少污染的重要措施，也是降本增效、提*的重要途徑，具有環(huán)境和經(jīng)濟的雙重效益。
 
廢水分析中為什么經(jīng)常使用COD和BOD這二個污染指標？廢水中有許多有機物質，含有十幾種、幾十種，甚至上百種有機物質的廢水也是能經(jīng)常遇到的，如果對廢水中的有機物質一一進行定性定量的分析，既耗時間，又耗藥品。那么能不能只用一個污染指標來表示廢水中所有的有機物質及其它們的數(shù)量呢？環(huán)境科學工作者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，所有的有機物質都有二個共性：一是它們至少都由碳氫組成；二是絕大多數(shù)的有機物質能夠化學氧化或被微生物氧化，它們的碳和氫分別與氧形成無毒無害的二氧化碳和水。廢水中的有機物質不論是在化學氧化過程中還是在生物氧化過程中都要消耗氧，廢水中的有機物質愈多，則消耗的氧量也愈多，二者之間是呈正比例關系的。于是環(huán)境科學工作者們將廢水用化學藥劑氧化時所消耗的氧量稱為化學需氧量，即COD；而將廢水用微生物氧化所消耗的氧量稱為生物需氧量，即BOD。由于COD和BOD能夠綜合性地反映廢水中所有有機物質的數(shù)量，且分析比較簡單，因此被廣泛地應用于廢水分析和環(huán)境工程上。
 
實際上，COD并不是單單表示水中的有機物質的，它還能表示水中具有還原性質的無機物質，如：硫化物、亞鐵離子、亞硫酸鈉，甚至氯根離子等。譬如講，如果鐵炭池出水中的亞鐵離子在中和池中沒能完全被去除掉的話，則生化處理出水中由于有亞鐵離子的存在，出水COD可能會超標。
 
什么叫COD（化學需氧量）？化學需氧量（COD）是指廢水中能被氧化的物質在被化學氧化劑氧化時，所需要的氧量，以氧的毫克/升作為單位。它是目前用來測定廢水中有機物含量的一種常用的手段。COD分析中常用的氧化劑有（錳法CODMn）和（鉻法CODCr），現(xiàn)在常用法。廢水在強酸加熱沸騰回流條件下對有機物實行氧化，用硫酸銀作催化劑時可以使大多數(shù)的有機物的氧化率提高到85-95%。如果廢水中含有較高濃度的氯根離子，應該用硫酸汞將氯離子屏蔽掉，以減少對COD的測定干擾。
 
什么叫BOD5（生化需氧量）？生化需氧量也可以表征廢水被有機物污染的程度，常用的為5日生化需氧量，以BOD5表示，它表示廢水在微生物存在下進行生化降解5日內所需要的氧的數(shù)量。今后我們將經(jīng)常使用5日生化需氧量。
 
COD和BOD5之間有什么關系?有的有機物是可以被生物氧化降解的（如葡萄糖和），有的有機物只能部分被生物氧化降解（如甲醇），而有的有機物是不能被生物氧化降解的而且還具有毒性（如銀杏酚、銀杏酸、某些表面活性劑）。因此，我們可以把水中的有機物分成2個部分，即可以生化降解的有機物和不可生化降解的有機物。
 
通常認為COD基本上可表示水中的所有的有機物。而BOD為水中可以生物降解的有機物，因此COD與BOD的差值可以表示廢水中生物不可降解部分的有機物。
 
什么叫B/C？B/C表示什么意義？B/C是BOD5與COD比值的縮寫，該比值可以表示廢水的可生化降解特性。如果CODNB表示COD中的不可生物降解部分，則廢水中不可為微生物生物降解的有機物所占的比例可用CODNB/COD表示。
 
BOD5/COD與CODNB/COD之間有如下表所示的關系：CODNB/COD0.10.20.30.40.50.60.70.8BOD5/COD0.520.460.410.350.290.230.170.12當BOD5/COD≥0.45時，不可生物降解的有機物僅僅占全部有機物的20%以下，而當BOD5/COD≤0.2時，不可生物降解的有機物已占全部有機物的60%以上。
 
因此，BOD5/COD值常常被作為有機物生物降解性的評價指標。BOD5/COD0.5易生物降解BOD5/COD0.3可生物降解BOD5/COD0.3較難生物降解BOD5/COD0.2較以難生物降解B/C在環(huán)境工程上有著非常重要而實用的意義。
 
什么叫pH？pH實際上是水溶液中酸堿度的一種表示方法。平時我們經(jīng)常習慣于用百分濃度來表示水溶液的酸堿度，如1%的硫酸溶液或1%的堿溶液，但是當水溶液的酸堿度很小很小時，如果再用百分濃度來表示則太麻煩了，這時可用pH來表示。pH的應用范圍在0-14之間，當pH＝7時水呈中性；pH＜7時水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；當pH＞7時水呈堿性，pH愈大，水的堿性愈大。
 
世界上所有的生物是離不開水的，但是適宜于生物生存的pH值的范圍往往是非常狹小的，因此國家環(huán)保局將處理出水的pH值嚴格地規(guī)定在6-9之間。
 
水中pH值的檢測經(jīng)常使用pH試紙，也有用儀器測定的，如pH測定儀。
 
廢水分析中為什么要經(jīng)常使用毫克/升（mg/L）這個濃度單位？一般來說，廢水中的有機物質和無機物質的含量是很小很小的，如果用百分濃度或其他濃度來表示則太麻煩太不方便了，譬如一噸廢水中往往只有幾克、幾十克、幾百克甚至幾千克污染物質，其單位即為克/噸（g/T），如將噸換算成升即為毫克/升（mg/L）。計算時可參考下表換算：1毫克/升百萬分之一1000毫克/升千分之一10000毫克/升百分之一
 
什么叫廢水的預處理？預處理要達到哪幾個目的？生化處理前的處理一般都習慣地叫作預處理。由于生化法處理費用比較低、運行比較穩(wěn)定，因此一般的工業(yè)廢水都采用生化法處理，廢水的治理也以生化法作為主要的處理手段。但廢水中含有某些對微生物有抑制、有毒害的有機物質，因此廢水在進入生化池之前必須進行必要的預處理，目的是將廢水中對微生物有抑制、有毒害的物質盡可能地削減或去除，以保證生化池中的微生物能正常地運行。
 
預處理的目的有二個：一是將廢水中對微生物有抑制有毒害、有抑制作用的物質盡可能地消減和去除或轉化為對微生物無害或有利的物質，以保證生化池中的微生物能正常運行；其二是在預處理過程中削減COD負荷，以減輕生化池的運行負擔。
 
預處理工藝是鐵炭微電解與Fe2+/Fe3+還原氧化法，形成的無數(shù)個微小的鐵炭原電池有利于氧化還原反應的進行，可將廢水中的有毒有害物質破壞去除，在中和沉淀過程中還可以通過二價鐵與三價鐵在堿性條件所形成的活性絮體吸附廢水中的有機物質以削減COD負荷，保證后續(xù)的生化處理系統(tǒng)能正常地運行。
 
廢水集水池是派什么用的？廢水集水池的作用是匯集、儲存和均衡廢水的水質水量。
 
各個車間的生產廢水，其排出的廢水水量和水質一般來說是不均衡的，生產時有廢水，不生產時就沒有廢水，甚至在一日之內或班產之間都可能有很大的變化，特別是精細化工行業(yè)的廢水，如果清濁廢水不分流，則工藝濃廢水與輕污染廢水的水質水量變化很大，這種變化對廢水處理設施設備的正常操作及處理效果是很不利的，甚至是有害的。因此廢水在進入主要污水處理系統(tǒng)前，都要設置一個有一定容積的廢水集水池，將廢水儲存起來并使其均質均量，以保證廢水處理設備和設施的正常運行。
 
為什么廢水中的膠體顆粒不易自然沉降?廢水中許多比重大于1的雜質懸浮物、大顆粒、易沉降的懸浮物都可以用自然沉降、離心等方法去除。
 
但比重小于1的、微小的甚至肉眼無法看到的懸浮物顆粒則很難自然沉降，如膠體顆粒是10-4～10-6mm大小的微粒，在水中非常穩(wěn)定，它的沉降速度極慢，沉降1m需耕時200年。沉降慢的原因有二個，
 
（1）一般來說，膠體粒子都帶有負電荷，由于同性相斥的原因，從而阻止膠體微粒間的接觸，不能被彼此粘合，懸浮于水中。
 
（2）膠體粒子表面還有一層分子緊緊地包圍著，這層水化層也阻礙和隔絕膠體微粒之間的接觸，不能被彼此粘合，懸浮于水中。
 
16、怎樣使膠體顆粒沉淀?要使膠體顆粒沉淀，就要促使膠體顆粒相互接觸，使之成為大的顆粒，亦即凝聚起來，使其比重大于1而沉淀。

污水處理后的優(yōu)點：醫(yī)院污水處理設備實施后，帶來良好的社會效益和環(huán)境效益，能有效減少本項目及周邊環(huán)境的污染物排放；有利于提高環(huán)境質量，保障身心健康，對改善生活水平和居住環(huán)境都會產生明顯的社會效益。
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