近幾十年來(lái)，膜分離技術(shù)在能源、電子、石油、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、重工、輕工、食品、飲料行業(yè)和人民日常生活及環(huán)保等領(lǐng)域均獲得廣泛的應(yīng)用。社會(huì)的需求促使膜技術(shù)發(fā)展迅速，使膜技術(shù)不斷創(chuàng)新、進(jìn)步、完善，成為集成過(guò)程中的關(guān)鍵。

　　膜分離技術(shù)在我國(guó)工業(yè)廢水深度處理回用將進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，石油化工、氯堿化工、造紙、鋼鐵、電力等行業(yè)相繼建立了示范工程，并進(jìn)行行業(yè)推廣，工程規(guī)模已從日處理量百?lài)嵓?jí)跨入到萬(wàn)噸級(jí)。

　　目前，在氯堿化工、農(nóng)藥化工、醫(yī)藥化工方面的產(chǎn)品分離精制/原料中間體的純化得到了廣泛的應(yīng)用，如淡鹽水精制、草甘膦母液的回收、抗生素的分離提純等，在提高分離效率的同時(shí)，大大降低了能耗。在國(guó)家大力提倡節(jié)能減排的形勢(shì)下，大力發(fā)展膜分離技術(shù)對(duì)于化工行業(yè)、乃至各行各業(yè)的節(jié)能減排工作均具有重要而深遠(yuǎn)的意義。

　　膜分離技術(shù)“主打”石油化工節(jié)能減排

　　一般而言，微濾技術(shù)在石油廢水處理中的應(yīng)用比較廣泛。

　　采用南京化工大學(xué)膜科學(xué)技術(shù)研究所生產(chǎn)的0.2μm和0.8μm陶瓷膜進(jìn)行陸上和海上采油平臺(tái)的采出水處理研究，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后取得了較好的效果。懸浮物含量由73~290mg/L降至1mg/L以下，油含水量由8~583mg/L降至5mg/L以下。針對(duì)膜處理中最為關(guān)鍵的清洗問(wèn)題，設(shè)計(jì)了脈沖及預(yù)處理工藝，有效地延長(zhǎng)了過(guò)濾周期。同時(shí)根據(jù)油田采出水對(duì)膜面的污染特征，確定了B、C兩種清洗劑交替使用的清洗方案。并驗(yàn)證了所采用的預(yù)處理工藝、清洗工藝、脈沖工藝的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，為工業(yè)性放大試驗(yàn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　研究結(jié)果表明，絮凝處理可明顯降低水相的石油類(lèi)濃度和COD，將絮凝處理與0.2μm氧化鋯膜過(guò)濾處理相結(jié)合，滲透液的石油類(lèi)濃度和COD可達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。以絮凝處理后出水的石油類(lèi)濃度為基準(zhǔn)，確定了合適的絮凝劑為3530S，并通過(guò)正交試驗(yàn)確定了合適的絮凝處理工藝條件，即絮凝劑70mg/L，溫度為40℃，攪拌90min，靜置時(shí)間為1.5h。絮凝處理能減輕膜污染，增大膜的滲透通量。考察了操作壓力和錯(cuò)流速率對(duì)滲透液質(zhì)量和膜滲透通量的影響，確定了合適的操作條件。

　　然而，油田含油污水量大約占油田總污水量的1/3，且成分復(fù)雜，用超濾技術(shù)處理油田含油廢水，既可以避免對(duì)環(huán)境和水體產(chǎn)生污染，又可以提供高質(zhì)量的油田回注用水。用超濾膜對(duì)油田采油預(yù)處理過(guò)的廢水進(jìn)行再處理，試驗(yàn)研究證明，經(jīng)過(guò)超濾膜處理的廢水，膜對(duì)油的截留率為97.7%以上，水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到低壓滲透油田的注水站的回注水標(biāo)準(zhǔn)。

　　用外壓管式聚砜超濾膜裝置現(xiàn)場(chǎng)處理采油污水，在研究了操作壓力、膜面流速等操作條件對(duì)超濾膜通量的影響及膜污染的清洗方法，在適宜的操作條件下，膜通量為80~490L/m2h，所處理過(guò)的污水達(dá)到了低滲透油田注水標(biāo)準(zhǔn)。采用分步清洗的方法能有效地清除膜面污物，為進(jìn)一步工業(yè)試驗(yàn)裝置的放大提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　根據(jù)該石化廠具體情況設(shè)計(jì)專(zhuān)為廢水處理和反滲透預(yù)處理所使用的超濾設(shè)備，并采用改性的PVC材質(zhì)，耐污染、抗氧化。反滲透選用的是LFC1抗污染膜，經(jīng)過(guò)超濾處理的污水，保證出水濁度小于1.0NTU、SDI值小于3。降低濁度后，完全能夠滿(mǎn)足下游反滲透的進(jìn)水要求，并最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)回用水系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

　　利用中空纖維超濾膜器對(duì)大慶油田注水站的回注水進(jìn)行試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)的膜組件在通量上比常規(guī)的中空纖維組件大了1~4倍，在0.08MPa的壓差下，其穩(wěn)定通量達(dá)到最大，采用自配的清洗液清洗后，通量恢復(fù)達(dá)95%以上。

　　采用中空纖維超濾膜對(duì)油田含油廢水進(jìn)處理，研究結(jié)果表明總懸浮固體質(zhì)量濃度由6.69mg/L下降至0.56mg/L，油田質(zhì)量濃度由127.09mg/L下降為0.5mg/L，膜分離技術(shù)是對(duì)含油廢水進(jìn)行深度處理的可行而有效的方法之一。

　　采用美國(guó)Abcor公司的管式超濾器對(duì)合成膠乳廢水進(jìn)行了處理試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明用超濾法處理膠乳廢水污染物去除率可達(dá)80%以上，為生化處理創(chuàng)造了良好的條件。

　　采用無(wú)機(jī)超濾膜對(duì)植物油廠廢水進(jìn)行過(guò)濾處理，結(jié)果表明無(wú)機(jī)膜對(duì)廢水中油的截留率高達(dá)99.5%；采用無(wú)機(jī)膜處理植物油廠廢水，取得了油截留率99.7%的效果。

　　遼河油田采用MBR-曝氣生物濾池（BAF）工藝處理采油污水，該方法可有效去除采油污水中污染物質(zhì)、油、BOD5、氨氮等，去除率達(dá)到90%以上，出水清澈透明、無(wú)異味，可實(shí)現(xiàn)采油污水的達(dá)標(biāo)外排，無(wú)需投加化學(xué)藥劑。為了保證MBR出水水質(zhì)的穩(wěn)定性，可在MBR中投放粉未活性炭用來(lái)提高M(jìn)BR對(duì)低濃度污染物的去除效果，還可有效地降低膜的污染。

　　“試水”氯堿化工節(jié)能減排

　　隨著近幾年我國(guó)氯堿行業(yè)的迅猛發(fā)展，如何治理和回收利用氯堿生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量廢水，成為企業(yè)所關(guān)注的重要課題。

　　在氯堿行業(yè)中的除硝工藝分為化學(xué)除硝和膜法除硝兩種。化學(xué)除硝工藝在硫酸根較少的環(huán)境中采用鈣法除硝工藝、在硫酸根較多的環(huán)境中使用鋇法除硝，根據(jù)原鹽質(zhì)量要求若采用化學(xué)除硝則必須采用鋇法除硝，該工藝一次性投資小，20萬(wàn)t/a規(guī)模投資約為80萬(wàn)元，但運(yùn)行費(fèi)用大，年消耗氯化鋇量為4400t，年費(fèi)用約968萬(wàn)元。同時(shí)氯化鋇在使用的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二次污染，且細(xì)小的硫酸鋇難以沉降，同時(shí)由于氯化鋇不能完全轉(zhuǎn)化可能帶入精鹽水中損傷離子膜，影響離子膜的使用壽命。膜法除硝工藝分為凱膜除硝和戈?duì)柲こ?，這種工藝對(duì)鹽水除硝效果好，不存在環(huán)境污染的問(wèn)題。

　　傳統(tǒng)的一次鹽水硫酸根去除工藝采用的是鋇法，因?yàn)榄h(huán)保原因和氯化鋇本身的毒性及價(jià)格方面的原因，目前可采用膜法脫硝來(lái)替代該工藝（CIM工藝）。據(jù)測(cè)算在一次性投資方面，CIM法的投資將會(huì)比鋇法超出約400萬(wàn)元，在后續(xù)的運(yùn)行費(fèi)用方面，每年可節(jié)約200萬(wàn)元，再加上其他運(yùn)行費(fèi)用，多投資的400萬(wàn)元可在1~2年內(nèi)回收。

　　作為PVC合成的主要工藝，懸浮法PVC生產(chǎn)過(guò)程中所使用的去離子水在聚合反應(yīng)完成后，經(jīng)過(guò)離心分離工序作為離心母液廢水排出，成為整個(gè)生產(chǎn)廢水中的主要來(lái)源。由于其中鈣鎂離子含量很低，因此離心母液又是受污染的軟水。近年來(lái)，不少單位在離心母液的處理回用方面進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，推出了一些處理工藝，并相繼進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

　　近年來(lái)，中水回用和廢水資源化成為各行各業(yè)節(jié)能減排工作中的重點(diǎn)。在中水回用和廢水資源化的各項(xiàng)工藝技術(shù)中，在純水制備和海水淡化基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的廢水回用膜集成技術(shù)無(wú)疑成為最熱門(mén)的應(yīng)用技術(shù)。在各項(xiàng)大中型的廢水、中水回用工程中，只要涉及高品質(zhì)深度回用的項(xiàng)目，均使用了超濾和反滲透的雙膜組合工藝作為核心工藝，同時(shí)配套了其他物化或生化技術(shù)來(lái)保障雙膜工藝的運(yùn)行。

　　目前分離技術(shù)的研究應(yīng)用重點(diǎn)主要是合理選擇膜種類(lèi)和處理工藝參數(shù)的選擇和確定；對(duì)膜進(jìn)行表面改性，以減少膜污染；探索合適的清理周期用合適的清理劑以及清理工藝；同時(shí)開(kāi)發(fā)新工藝，研制高通、抗污染的新型膜材料。成功解決了以上問(wèn)題，膜分離技術(shù)在化工及其行業(yè)的節(jié)能減排方面的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。