李俊葉，趙 嵐

（南昌交通學(xué)院，江西 南昌 330100）

納濾膜分離技術(shù)是我國近年來提出的一種新型膜技術(shù)，在利用該技術(shù)進(jìn)行污水處理過程中，要求水體兩側(cè)的膜壓差在0.2 MPa～2.0 MPa范圍內(nèi)，也稱之為低壓滲透膜技術(shù)。在我國工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程不斷加快的社會背景下，此項技術(shù)廣泛應(yīng)用于污水處理，也成為了生態(tài)環(huán)境治理工作的研究重點。

1 基于納濾膜分離技術(shù)的工業(yè)污水處理方法

1.1 基于納濾膜的工業(yè)污水預(yù)軟化

在工業(yè)污水處理過程中，使用具有納米微孔結(jié)構(gòu)的納濾膜，可以確保污水中的離子在帶電微孔中擴(kuò)散時，出現(xiàn)對向電流傳導(dǎo)受阻或靜電異相排斥的行為，而在工業(yè)廢水中的單價金屬離子，可以利用其擴(kuò)散系數(shù)低的優(yōu)勢，進(jìn)行膜內(nèi)滲透，在此過程中，正一價鉀離子與負(fù)一價氯離子均可以在膜內(nèi)被有效過濾[1]。

目前，市場上商用的納濾膜較多，主要為適用于凈化生活飲用水的納濾膜、適用于脫硝與脫鹽處理的納濾膜、適用于對污水進(jìn)行軟化處理的工業(yè)納濾膜，三種不同的納濾膜在實際應(yīng)用中的性能是不同的，為了確保一次處理便可以達(dá)到飲水標(biāo)準(zhǔn)，可選擇第三種納濾膜作為此次污水處理方法的納濾膜[2]。在使用此種納濾膜進(jìn)行工業(yè)污水預(yù)軟化處理時，需要參照我國《工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB521460-2018）文件中的內(nèi)容，將處理后的污水硬度控制在0.6 mmol/L范圍內(nèi)，需要使用NF900.0的納濾膜，對進(jìn)入水槽的水進(jìn)行壓力處理。納濾膜的應(yīng)用可能會受到相關(guān)外界因素的影響，因此，應(yīng)在對其預(yù)軟化處理時，控制軟化水的水質(zhì)與操作壓力[3]。若滲透壓力過大，會導(dǎo)致操作能耗呈現(xiàn)一種上升的趨勢，此時不僅會縮短納濾膜的壽命，同時也會在一定程度上提升納濾膜的滲透率。因此，可在進(jìn)水槽導(dǎo)入污水后，適當(dāng)添加阻垢試劑，對原水進(jìn)行一次清理，以達(dá)到預(yù)期效果。

1.2 基于納濾膜分離技術(shù)的軟水酸洗流程

一些染料工業(yè)生產(chǎn)廠排出的污水中可能含有大量的高濃度鹽（質(zhì)量分?jǐn)?shù)>5.0%便可以被認(rèn)定為高濃度鹽）、高色度（數(shù)萬倍數(shù)以上的色度可以被定義為高色度）、高COD（1.0 L內(nèi)含有過萬毫克的COD可以被定義為高COD）的廢水，此類廢水在生物學(xué)認(rèn)知內(nèi)的比值通常小于0.3，主動降解能力較差，目前市場上針對此種廢水的處理方法大多為燃燒法[4]。完成對工業(yè)污水的預(yù)軟化處理后，需要對此部分軟水進(jìn)行酸洗。酸洗過程中，需要在進(jìn)水槽前端倒入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的硫酸，考慮到酸洗執(zhí)行行為時，硫酸的濃度可能會呈現(xiàn)一種持續(xù)降低的趨勢，因此，應(yīng)當(dāng)持續(xù)在進(jìn)水槽導(dǎo)入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的硫酸，具體流程如圖1所示。

圖1 基于納濾膜分離技術(shù)的軟水酸洗流程

按照圖1所示的流程，對工業(yè)污水進(jìn)行酸洗，在此過程中，當(dāng)酸水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在持續(xù)消耗中降至6.0%～8.0%時，此時生成的FeSO4濃度將在200.0 g/L～250.0 g/L范圍內(nèi)，導(dǎo)致酸洗效率的降低。未被有效導(dǎo)出的酸水，在酸洗循環(huán)處理機(jī)制中，會持續(xù)流入混合處理槽，并且從離心機(jī)中分離母液，并用電加熱處理技術(shù)，將母液加熱到50.0 ℃，此時，經(jīng)過納濾膜的濃縮液，會將固體殘渣或酸洗處理后的FeSO4固體過濾掉，剩余物質(zhì)在晶體罐中結(jié)晶。當(dāng)冷卻區(qū)域內(nèi)溫度降至室溫時將會生成FeSO4·H2O結(jié)晶體[5]。與此同時，高濃度濃縮液將會流向另一側(cè)的納濾組件進(jìn)行酸液的再利用。在上述過程中，不僅實現(xiàn)了對預(yù)軟化的工業(yè)污水進(jìn)行了酸洗處理，同時也實現(xiàn)了通過納濾組件對酸化處理后的金屬固體物質(zhì)與濃縮污水進(jìn)行分離，從而可以解決水體中含有大量酸性物質(zhì)的污水中微生物的生存環(huán)境問題。

1.3 分離處理水體中的重金屬物質(zhì)

經(jīng)過處理的工業(yè)污水中仍存在一定量的重金屬離子，例如，正二價與正三價的Fe離子、正三價的Zn離子、溴離子等。為了使排放的工業(yè)污水滿足我國環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，需要將其中游離的重金屬離子進(jìn)行氫化與氧化處理，使離子生成可直接看見的氫氧化物，并通過過濾的方式將其去除。

在上述過程中，需要合理控制反應(yīng)條件，例如，Ni離子與Cd離子之間存在某種化學(xué)關(guān)聯(lián)性，因此，需要給予游離的離子一個適度的反應(yīng)條件，使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CdCl2或NiCl2。在金屬混合物溶液中，加入一定量的氯化鈉，使金屬物質(zhì)在溶液中形成一個可循環(huán)的負(fù)荷電路，此時對溶液進(jìn)行導(dǎo)電處理，水體中便會生成一定濃度的絡(luò)合物。在此基礎(chǔ)上，使用納濾膜分離技術(shù)，對溶液中的離子及絡(luò)合物進(jìn)行過濾，截留水體中Ni2+，控制Cd2+自由通過，以此種方式實現(xiàn)對工業(yè)污水中不同金屬物質(zhì)的有效分離。對于其中具有一定應(yīng)用價值的金屬，可對其進(jìn)行提純處理，留到后期工業(yè)生產(chǎn)使用，對于其中一些已實現(xiàn)凈化的水體，可直接排放到河流中。通過上述研究，完成基于納濾膜分離技術(shù)的工業(yè)污水處理方法的設(shè)計。

2 實驗論證分析

提出對比實驗，用于證明本文設(shè)計的基于納濾膜分離技術(shù)的工業(yè)污水處理方法，具有應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)廠污水凈化與處理工作中的現(xiàn)實意義。選擇某工業(yè)生產(chǎn)單位近一個月排出的工業(yè)污水作為此次對比實驗的原水（工廠共分為五個工業(yè)生產(chǎn)區(qū)，分別為燃料生產(chǎn)區(qū)、零部件生產(chǎn)區(qū)、化學(xué)燃料加工區(qū)、水泥制造區(qū)、金屬冶煉區(qū)），分別使用本文設(shè)計的處理方法，與基于生物化學(xué)技術(shù)的污水處理方法，對原水進(jìn)行凈化處理。以析出金屬物質(zhì)的質(zhì)量與水體硬度，作為評估方法有效性的依據(jù)，實施此次對比實驗，將實驗結(jié)果繪制成表格，如表1所示。

表1 實驗結(jié)果

綜合上述表1的實驗結(jié)果可知，本方法不僅可以有效降低工業(yè)污水硬度，同時也可以在完成污水的處理后，析出可供工廠工業(yè)生產(chǎn)的金屬原材料。而傳統(tǒng)方法僅能實現(xiàn)對污水硬度的降低，卻不具備回收污水中金屬元素的作用。因此，綜合上述分析，可以得出如下實驗結(jié)論：相比傳統(tǒng)的污水處理方法，基于納濾膜分離技術(shù)的工業(yè)污水處理方法，可以實現(xiàn)對污水的軟化處理，并從中提取有使用價值的金屬物質(zhì)，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)材料的復(fù)用。

3 結(jié)語

為了進(jìn)一步落實生態(tài)環(huán)境保護(hù)及治理工作，本文提出了一種基于納濾膜分離技術(shù)的工業(yè)污水處理方法，并將此種方法與基于生物化學(xué)技術(shù)的污水處理方法進(jìn)行實驗對比，從而證明本文設(shè)計的方法在實際應(yīng)用過程中，使用價值更高，應(yīng)用此種方式，可降低工業(yè)污水中污染物的濃度，避免由于工業(yè)污水排放造成的土質(zhì)污染與水環(huán)境污染，以改善我國的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀。