廢水中含有大量的有害物質(zhì)，容易對自然環(huán)境產(chǎn)生持續(xù)性的破壞，對廢水的處理不僅可以保護(hù)環(huán)境，同時也能夠降低生產(chǎn)成本。對廢水進(jìn)行處理，首要目的是清理廢水中的各類成分和物質(zhì)，包括化學(xué)物、各種殘渣、有機物等，經(jīng)過處理后的廢水需要達(dá)到國家相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求。而對廢水采取物理方法進(jìn)行處理，將大分子物質(zhì)進(jìn)行篩除，有助于完成廢水的深度處理。在工業(yè)生產(chǎn)高度發(fā)達(dá)的今天，膜分離法的出現(xiàn)對于調(diào)節(jié)工業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境之間的矛盾具有重要意義。
1.膜分離法的基本原理
（1）膜分離法的特點。
膜分離法主要是利用膜對廢水進(jìn)行處理，將廢水中的一些物質(zhì)選擇性地與溶液隔離開，如離子、分子和微粒等，最終實現(xiàn)對廢水的凈化。膜分離法之所以被普遍使用，是因為：膜分離法在使用時，是根據(jù)廢水中各類物質(zhì)的物理性質(zhì)來進(jìn)行篩選的，在整個過程中不會產(chǎn)生新的物質(zhì)反應(yīng)，需要的輔助性工序和資源相對較少，是一種節(jié)能型技術(shù)。膜分離技術(shù)能夠在常溫下進(jìn)行，對于廢水的處理一般不需要采取深度預(yù)處理手段，尤其是能夠準(zhǔn)確地對廢水中的熱敏性物質(zhì)進(jìn)行清理，因此該技術(shù)能夠廣泛運用于廢水中的有機物、無機物、微生物的分離，對于特殊物質(zhì)或者指定物質(zhì)，只需要選擇對應(yīng)的膜材料即可。此外，膜分離技術(shù)核心在于膜的使用，只要選擇好了對應(yīng)的材料，僅需要對應(yīng)位置加裝膜即可，操作簡單，且適用的范圍更廣、效率更高。
（2）膜分離法的類型。
膜分離法的常見類型包含：
①超濾，在壓差的作用下完成篩孔分離，一般膜孔的直徑規(guī)格為20-1000A°，施加壓強在0.1-0.5MPa，屬于多孔物理攔截模式。常見有單段間歇操作、單段連續(xù)操作、多段連續(xù)操作三種，實踐表明超濾技術(shù)對于微粒、細(xì)菌、有機質(zhì)等有良好的處理效果，但無法對無機離子進(jìn)行篩留，被廣泛使用于工業(yè)廢水、醫(yī)藥廢水等處理中。
②納濾技術(shù)成型較晚，膜孔徑在數(shù)納米之間，是鑒于反滲透和超濾技術(shù)之間的壓力型膜分離技術(shù)，納濾膜自帶電荷，除了能截留納米級的物質(zhì)之外，對于較小的帶電無機離子也有明顯的作用。
③反滲透（逆滲透），同樣以壓力為推動，反滲透不需要使用吸附劑和沉淀劑等，僅依靠壓力和滲透膜即可完成物質(zhì)與滲透液的分離，過程簡單。目前反滲透技術(shù)在重金屬廢水、工業(yè)廢水、化工廢水等處理中使用較多。
④微濾相較于一般膜分離技術(shù)更加精密，可以有效截留廢水中的淤泥、砂礫、細(xì)菌等成分，解決了生物性易結(jié)垢物質(zhì)過多的情況，可用于前期廢水分離處理，主要分為死端和錯流兩種形式，死端采用一次性濾芯，用于小流量的廢水處理，而錯流則用于大規(guī)模廢水處理，但需要周期性清潔或更換組件。
2.膜分離法對廢水中易結(jié)垢物質(zhì)的處理效果
(1)易結(jié)垢物質(zhì)處理實驗
膜分離法對廢水中易結(jié)垢物質(zhì)的處理，在不同性質(zhì)的廢水中處理工藝略有不同，主要包含：膜性質(zhì)差異。所用膜的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、孔徑等因易結(jié)垢物質(zhì)的物理性質(zhì)差異而適用不同材料，需要綜合考慮膜的穩(wěn)定性、過濾效率、抗污能力等。操作參數(shù)差異。操作時整個流程中濾液所受的壓力、膜面流速、溫度、分離操作時長等也會因為分離的目標(biāo)易結(jié)垢物質(zhì)不同而進(jìn)行調(diào)整。其它差異。包括料液pH值、料液的預(yù)處理環(huán)節(jié)等也不盡相同。但在整體上，使用膜分離法對廢水中易結(jié)垢物質(zhì)的處理大致原理和流程基本一致�；诖�，本文在實驗中選擇一種呈酸性的廢水作為對象，大致實驗內(nèi)容如下：
①基本分析。
使用電極儀、電子滴定儀、離子色譜儀、能譜分析儀、濁度儀及一系列實驗室常用儀器對廢水進(jìn)行檢測，并建立廢水中元素及化合物含量表，確定廢水中含有Fe3+、K+、Ca2+、Si4+、SO42-等離子，結(jié)垢物質(zhì)中以CaSO4·2H2O、K2SiF6為主，即選擇K2SiF6作為主要處理對象。
②采用平衡法和動態(tài)法，對K2SiF6在預(yù)制溶液中的溶解度和平衡時間進(jìn)行確認(rèn)，得出最佳攪拌時間為12h，即持續(xù)攪拌12h后，混合液達(dá)到平衡狀態(tài)。以此為基礎(chǔ)，使用氯化鈣作為預(yù)處理成分。
使用氯化鈣處理時，反應(yīng)原理如式組（1）所示：
本法進(jìn)行預(yù)處理，充分顯示出沉淀與pH值平衡作用，氯化鈣溶水性強，在反應(yīng)空間和條件充分的情況下可以有效去除廢水中K2SiF6的根離子和氟離子，考慮反應(yīng)條件的客觀限制，在投入氯化鈣時適當(dāng)增加用量，確定最佳反應(yīng)時間為6h，確定氯化鈣投入量為32.87-33.35g/L。
③實驗室條件限制，選擇使用最為常用且效果明顯的超濾和反滲透組合工藝，因為如果直接使用反滲膜對預(yù)處理后的廢水溶液進(jìn)行處理，可能參與在溶液中的大量固體顆粒或其他物質(zhì)會對反滲膜產(chǎn)生嚴(yán)重污染從而降低實驗效果，因此需要在反滲膜處理之前經(jīng)超濾膜進(jìn)行過濾。
廢水中易結(jié)垢物質(zhì)K2SiF6的處理效果，即去除率D（%）和膜通量R（L·m-2·h-1）計算公式為：
其中：Cx為主溶液的濃度（mg/L）；Cy為滲透液的濃度（mg/L）。
其中：W為滲水量（mL/s）；A為膜的作用面積（m2）；T為滲透時長（h）。
④經(jīng)計算并記錄，處理后的廢水中K2SiF6分解率達(dá)99%，相關(guān)離子含量如表1所示。
根據(jù)處理過程分析得知：A.超濾膜流通量在界值以內(nèi)，壓力越高則流通量越高，基礎(chǔ)界值為0.38-0.41MPa；流速越接近界值9L·min-1則超濾膜流通量越大；超濾膜去除廢水中懸浮物、混濁物的效果與溫度相關(guān)，溫度越高則處理效果越佳；階段性處理廢水后，經(jīng)清潔處理回收使用率可高達(dá)92%。B.反滲透膜通量隨著操作壓力的升高而升高，同時，反滲透膜的脫鹽率也隨壓力的升高而增大；膜面流速對反滲透膜通量物明顯影響；反滲透膜通量隨溫度的升高而升高，脫鹽率隨溫度的升高而降低。
(2)實踐案例
某電器公司將原3個廠整體搬遷，并對現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行擴建。搬遷擴建后，建設(shè)項目設(shè)有五金件清洗線和氧化線5條，其所產(chǎn)生的清洗廢水收集一起處理，按照環(huán)評要求60%中水回用至生產(chǎn)線。原水特征如表2所示。
處理后水中易結(jié)垢物的特性測定，主要采用平衡法和動態(tài)法完成。①平衡法。向溶劑中加入過量溶質(zhì)，在一定溫度下攪拌至飽和狀態(tài)，恒溫條件下對上清液中溶質(zhì)含量進(jìn)行分析，所得數(shù)據(jù)即為該溶質(zhì)在溶劑中的溶解度。平衡法操作簡單，準(zhǔn)確度較高，但效率低，耗時長，在高溫、高壓條件下不適宜采用。本文采用等溫溶解平衡法測量氟硅酸鉀在模擬混酸溶液中的溶解度。②在一定壓力下，固定溶質(zhì)和溶劑的量，改變溫度，溶質(zhì)剛好全部溶解的溫度點則為該溫度下的溶解度；在固定溫度和壓力下，少量多次向溶劑中加入溶質(zhì)，長時間攪拌使溶質(zhì)溶解，根據(jù)溶質(zhì)的加入量確定該溫度下溶質(zhì)溶解度。經(jīng)處理后水質(zhì)檢測情況如表3所示。
經(jīng)檢測顯示，水質(zhì)中各類物質(zhì)含量達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)，并且易結(jié)垢物質(zhì)的溶解性受到顯著控制。
3.總結(jié)
通過長期的實踐和實驗得出結(jié)論，膜分離法對于廢水的的處理具有明顯效果，并且在整個處理過程中實現(xiàn)了對成本的控制，提高了處理的效率。但是由于膜分離技術(shù)是物理性技術(shù)，因此在大量污水處理過程中容易受到設(shè)備、材料、技術(shù)水平等因素的影響，由此想要保障膜分離法在污水處理中的功效，就必須要加強日常管理和維護(hù)，同時不斷總結(jié)和研究新的方式方法。（來源：中山市保美環(huán)境科技開發(fā)有限公司）
