林琛雨

青岛世宇环境工程有限公司

超滤技术在工业废水处理中的应用

林琛雨

青岛世宇环境工程有限公司

超滤是近几年所研发出来的新型加压膜分离技术，又称之为超过滤，其主要是通过压力的作用，使混合水体中所包含的不同分子质量的组分进行合理的区分、归类、提取以及浓缩。超滤技术凭借其操作简便、工作效率高、运行所耗能源低等突出优势，顺势成为废水处理项目中的核心性技术。

工业废水；超滤技术；应用

1 超滤技术

超滤( UltraFiltration，UF)是一种能够将溶液进行净化、分离或者浓缩的膜透过分离技术，介于微滤和纳滤之间。超滤技术截留分子量的定义域为500～500000u左右，对应孔径约为0.002～0.1μm，操作静压差一般为0.1～0.5MPa，被分离组分的直径约为0.005～10μm。超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水、无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过。超滤膜多为不对称结构，由一层极薄(通常小于1μm)具有一定尺寸孔径的表皮层和一层较厚(通常为125μm左右)具有海绵状或指状结构的多孔层组成，前者起分离作用，后者起支撑作用。超滤膜的耐压性、耐清洗性、耐温性等性能对于工业应用是非常重要的。目前已商品化的有机材质的超滤膜都是采用相转化法制得的，所采用的材质有磺化聚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、纤维素类、聚丙烯腈、磺化聚醚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚醚醚酮。此外，还有陶瓷超滤膜，主要是由Al2O3、ZrO2采用Sol-gel法制得。

2 超滤技术在废水处理中的应用

2.1 城市污水回用

城市污水是一种重要的水资源，膜法城市污水回用技术在国外有多年的历史，在我国也得到了广泛的推广。如在某经济技术开发区建成的污水回用厂，以当地污水厂的二级出水为原水，采用连续超滤+反渗透的工艺路线，每天生产脱盐水10000m3，不脱盐水15000m3，脱盐水可用于绿化、工业循环冷却等，不脱盐水用于景观用水等。利用CASS与超滤膜组合工艺处理小区生活污水，当水力停留时间为12h、CODCr浓度在215～677mg/L之间时，该工艺出水CODCr稳定在30mg/L左右；NH3-N浓度为22.2～41.2mg/L时，出水NH3-N最低可达0.2mg/L，去除率达到90%以上，出水pH值在7.26～7.89之间，出水浊度小于0.5，出水水质优于回用水标准，可直接回用。以某污水处理厂二级处理出水为回用水源，采用曝气生物滤池(BAF)和超滤(UF)相结合的工艺对其进行深度处理，结果表明：该组合工艺能有效去除城市二级处理出水中的浊度和氨氮，平均去除率均可达到95%以上，出水水质满足电厂循环冷却水补给水的要求。

2.2 处理重金属废水

处理重金属废水是一种传统方式和方法，能够进行污染转移，对废水中含有的重金属进行沉淀处理和回收。据相关实践来看，采用烧碱中和，然后进行超滤处理能够提高效果，使其中的Cd、Cu、Zn等离子去除率高达99%。此外，在废水处理过程中，结合实际情况，适当调整孔径，能够实现对pH值的控制，使得Cu2+、Ni2+等重金属离子去除率保持在较高的水平，使得处理后的废水能够回用。

2.3 处理食品加工废水

由于食品生产加工种类繁多，因此生产和加工环节所产生的废水量与污染程度也存在较大差异，一般情况下，废水中的化学需氧量浓度往往较高，如若不经过滤处理直接排放出去，则会造成自然水体富营养化，并且引发水底沉积物质散发异味，污染水质破坏生态环境。应用超滤技术进行污水处理后，该技术的截留和膜通量优势能够有效处理高浓度的食品废水，其中几种聚醚砜超滤膜所截留的分子质量大约在20～70KDa，通过国外科研人员的相关实验，运用各种集成技术针对肉类加工过程所产生的废水进行处理，所产生的实验对比数据证明，通过一系列集成技术辅助超滤技术进食品加工废水处理，经过处理得废水能够达到工厂回用质量要求。

2.4 处理纺织染整废水

利用超滤技术对纺织染整废水进行处理，能够确保废水符合国家、地方废水排放标准，且回收其中的有效成分，进行循环使用，在此基础上能够兼顾环保与资源节约双重目标。如借助超滤工艺对燃料废水进行高效处理后，选择丙烯睛—聚氯乙烯超滤膜，能够有效回收其中的燃料。利用该工艺，对于水量的处理能够达到50om3/ d。近年来，国家加大了对工业废水的管理力度，且纺织染整行业环保意识逐渐增强，积极引进超滤技术进行废水处理。如北京环科院在常州市羊毛衫进行试验，对高浓度洗毛废水进行处理，膜面积控制在68m2，处理水量68m3/d，为企业带来了更高的经济效益。

3 超滤技术在废水处理过程中的问题与未来发展趋势分析

通过一系列的分析与研究发现，超滤技术在各个领域的应用中所集中反映出的问题是超滤膜的污染问题。超滤膜在受到污染后，会在表层堆积过滤残渣导致过滤性能下降，过滤阻力增大相应的通量减小，大大降低超滤膜的使用寿命，这一现象严重影响了超滤技术对于废水的处理效果。超滤膜的污染是污染水体与超滤膜之间相互作用所形成的必然结果，这一现象主要受到污染水体中的化学物质性质、超滤膜性质、污水处理过程中的各项条件因素的影响。因此，在超滤技术的未来发展中，应当将研发重心投放在超滤膜的耐久性、抗污抗堵以及降低耗能等方面，同时有效提高超滤技术的设计水平，完善超滤设备的管理工作，克服超滤技术在废水处理中的诸多问题。

综上所述，超滤技术具有操作简单、流程短、分离效果好、处理效率高、能耗低等特点，在废水处理中得到广泛的应用。随着超滤膜品种的不断增加，超滤设备和工艺过程的不断完善，超滤膜分离所具有的高效、节能、环保等优势将日益显露，超滤技术的应用领域必将进一步扩展。

[1] 段学华，何立红. 超滤技术在废水处理中的应用[J]. 环境科技，2010，S1：36-39.

[2] 牛涛涛，李振玉，汪建根，闫晓. 超滤在废水处理中的应用[J]. 河北化工，2008，05：10-12+31.