摘要：当今，各种资源特别是水资源日益稀缺，迫切需要找到高效利用水的方法。 与世界其他国家相比，我国水资源更加短缺，污染严重，极大地抑制了国民经济的发展。 膜技术的普及使得废水回用和材料回收成为可能。 膜技术在水处理中的应用以其节能、环保、设备简单等特点引起了世界各国的重视，日益成为废水处理中不可或缺的关键因素。 尤其是近几年来，纳滤技术的发展必将对未来低分子量废水处理的应用产生更大的影响。 电镀废水经处理后可循环利用。 本文阐述了膜分离技术的相关概念，介绍了国内外膜分离技术的最新发展现状，并介绍了膜分离技术在电镀废水中的具体应用，旨在为电镀废水的处理提供理论依据。 。
关键词：膜分离技术； 电镀废水零排放； 处理技术； 工业生产; 环境污染
前言：工业是一个国家的支柱产业。 工业发展过程中，会对环境造成严重的污染。 电镀行业是世界三大污染行业之一。 电镀废水中含有大量的重金属离子、氰化物等，其中一些属于致癌、致突变剧毒物质，会对人体造成严重危害。 废水排放到水体中，也会污染水体，使水体中毒，对生活在其中的鱼类和其他生物造成极其严重的威胁。 虽然电镀废水对环境和人体危害严重，但电镀废水中存在一些有价值的金属，可以回收利用。 目前处理电镀废水的主要技术有化学沉淀、氧化还原、离子交换、电解等几种，随着该行业研究的不断深入，其他一些方法也逐渐应用于电镀废水的处理中。 如铁氧体法、膜分离技术、吸附法、生物法等新技术。 将这些新技术应用在电镀废水处理过程中，可以提高废水的循环利用效率，减少废水直接排放造成的污染。 其中膜分离技术是一种实用性较高的高效回收技术。 是目前最具发展前景的一项新技术。
1 膜技术概述
1.1 膜技术简介
目前膜分离技术有很多，包括超滤、电渗析、透析、纳滤、液膜等，应用于各个领域，具有广阔的应用前景。 但不可忽视的是，目前的膜分离方法仍然存在一些阻碍其广泛发展的因素。 比如进水水质要求高、需要定期清洗、运行成本高等等，这也需要不断的研究。
1.2 膜技术原理介绍
膜技术处理废水的基本原理是利用水溶液（原水）中水分子的渗透性，使分离膜保持通过的物料不发生相变，并在外力作用下，使水溶液（原水）与溶质或其他杂质达到分离效果，最终得到较纯净的水，达到处理废水、改善水质的目的。 该技术本质上属于物理分离的范畴。 物质通过膜时不发生相变，因此其能量转化率较高，分离效率也较好。 它还具有节能、操作方便、自动化程度高等特点。 优势。 因此，这是一种很有前景的水处理新技术，值得未来研究探索。
1.3 膜分离技术的特点
膜分离技术是指通过膜对各种物质进行过滤和分级的技术。 膜可以选择性地透过不同的物质，完成物质的分离、纯化和浓缩。 膜分离技术是一种无相变、能耗低的物理技术。 其效率高，可达到节能的目的。 其处理过程易于控制，不会对外界造成污染。 根据被分离物质的大小，可将膜分离技术分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。 微滤更适合电镀液的预过滤，超滤主要用于电泳漆的回收过程，纳滤和反渗透广泛用于化学处理的后处理和工艺纯水的制备。 采用膜技术对电镀生产过程中的重金属漂洗水进行分离浓缩，其中的金属离子可以得到回收。 同时，水资源可循环利用，使漂洗水中金属与水形成闭环。 。 目前，膜分离技术广泛应用于电镀水的处理，各国正在积极加强对该技术的研发。
2 膜分离技术在电镀水处理中的应用
有学者将膜分离技术应用于镍电镀漂洗水的处理过程中。 通过对冲洗水进行浓缩和再利用，他们发现这项技术在电镀液中是可行的。 膜分离技术可以有效去除其中的镍离子。 地面拦截，拦截率大于99%。 实验中选择的镍离子浓度为145mg/L。 通过膜分离技术浓缩后，浓缩液中镍离子浓度达到50g/L，剩余渗透液处理后可循环使用。 该工艺可同时利用金属和熔融金属中的水，但由于采用两级反渗透，能耗较多，投资较大。
在膜分离技术中，膜是非常关键的物质。 膜的过滤效果将直接影响金属液的处理效果。 有学者以异丙醇为主要原料，经过酸解、脱醇、干燥、烧结等工序。 ，制作陶瓷超滤膜，对外施加0.2MPa左右的压力。 在此压力下进行超滤分离，经过沉淀处理，最终得到电镀废水中的澄清液体。 实验结果表明，膜的通量会不断下降，而且下降的速度比较快。 例如，第一次过滤后约10分钟，膜的通量约为2.61立方米，第一个70分钟后，膜的渗透率变为0.5立方米。 米。 电镀水中的金属离子沉淀后主要以络合物、配合物的形式存在，可以被孔径较小的陶瓷超滤膜截留。 其中金属铜的去除率达到70%，金属铬的去除率在10%左右。 渗透液中铜、铬、镍的浓度分别为0./L、0./L、0./L。
利用金属离子配合物的性质进行电镀废水膜分离试验。 实验流程如图1所示：
图1
本实验中，聚丙烯酸钠为络合剂。 该物质用于处理含铜离子的电镀废水。 液体的pH值对废水中铜离子的存在形式影响很大，从而产生络合反应。 前提是液体的pH值应大于6。在测试中，将液体的pH值调节至2～3即可从络合物中释放出铜离子。 研究还表明，在解络反应之前，有一个超滤过程。 随着液体中体积浓度系数的不断增大，废水中铜离子和聚丙烯酸钠的浓度也会不断增大，也会对膜产生影响。 磁导率导致通量降低。 但铜离子与聚丙烯酸钠形成的络合物比较稳定，超滤膜对铜离子的截留率不会发生变化。 同时，解络反应后，超滤回收的聚丙烯酸钠与原来的聚丙烯酸钠具有相似的效果。 该工艺可回收电镀废水中高达96%的铜离子。 同时，处理后排放的水铜含量低，浓度小于1.0mg/L，满足废水排放的外部环境要求。 要求。
另一组学者利用纳滤对含铬废水进行实验。 具体实验装置如图2所示：
图2
微滤器的孔径很小，为5μm，纳滤膜为切割分子量为300的NF90-2540卷式纳滤膜。实验结果表明，该纳滤膜可以有效处理电镀废水中的铬离子，并且其去除率可达98%。 过滤后的液体中铬的浓度小于0.5mg/L，可以满足排放标准。 同时也可用于电镀件的漂洗。 铬溶液的浓度对膜的截留率影响不大，但滤液中铬离子的浓度会随着铬溶液浓度的增加而增加，液体的pH值也会产生显着的影响铬的保留效果。 影响。
国外学者对膜分离也进行了深入的研究。 有学者研究了膜处理镍电镀废水时pH值对分离过程的影响。 研究结果表明，如果过滤方式是超滤，对于超滤膜来说，当液体的pH值小于3.68时，基本上无法拦截金属离子。 但随着pH值的不断升高，其废品率会降低。 变化，当pH值为6.6时，保留率将达到98.7%。 对于反渗透膜来说，如果电镀废水中含有弱酸离子，当电镀废水的pH值较低时，透过液的pH值会高于原液的pH值。 当pH值达到6.6时，渗透膜的渗透液的pH值会低于原液的pH值。 当原液pH值为6时，透过液与原液pH值相等。 随着原溶液pH值的不断升高，膜的通量会降低。
3、我国膜分离技术的发展
20世纪70年代以来，我国工厂开始应用膜分离技术处理镍电镀废水，回收镍。 经过20多年的发展，膜分离技术于本世纪初开始大规模、广泛应用。 一些公司采用膜分离技术。 分离技术从电镀泡沫镍废水中回收镍和水。 此后，越来越多的企业开始采用膜分离技术进行电镀废水处理，如宁波科宁达实业有限公司、宁波光华电池有限公司、长沙利源新材料有限公司等..，其中膜分离技术的应用有很多。 。 例如，长沙力源新材料有限公司是国内知名的连续带状泡沫镍生产企业。 其产量在世界上处于领先地位。 然而，电镀生产过程中会产生大量的含镍废水。 长沙力源膜分离项目是对该公司电镀废水中镍离子进行分离处理的项目。 起初，该公司采用化学处理，但效果不佳，排放废水中镍离子浓度仍较高。 产生大量含镍污泥，造成日益严重的环境污染。 随着膜分离技术的应用，废水排放中的金属离子含量降低，处理后的水资源也可以得到利用。 处理后，回用水中溶解性固体总量小于10mg/L，成为质量较好的电镀工艺用水。 运行过程中，基本满足行业生产标准和环保排放要求。
3.1 纺织废水
纺织工业产生的废水含有相对复杂多样的成分，各种物质在该类废水中可能会发生快速变化。 目前，我国一些纺织企业已引进并开始应用膜分离技术处理废水。 例如，宁波神鹰针织工贸有限公司有效利用膜分离技术对企业印染废水进行处理回用。 兵器科学研究所宁波分院基于纳滤膜和反渗透膜的应用，研发出污水处理新技术。 新技术的原理是在一定压力下，水中99.5%的钠离子不能通过反渗透膜。 较大颗粒的钠离子更难以通过“筛孔”，只有较纯净的水才能通过。 经过膜技术处理后，水硬度低，可循环利用。 反渗透膜的有效使用对于印染企业具有重要意义。 不仅可以有效回收印染原材料，大大降低企业成本，还希望实现印染企业废水零排放或微排放的目标，节约废水的使用自来水等淡水，对环境保护、经济效益等都有很大的影响，都是很大的贡献。
3.2 造纸废水
近年来，国内中小型造纸企业的废水处理方法主要应用酸化和超滤。 其原理是分离黑液中的木质素，降低其中的COD和BOD。 但随着膜分离技术的普及，以及该技术成本低、占地面积小等优点，杜明等人提出了膜分离技术的发展方向。 采用微滤-混凝沉淀法处理造纸废水。 其原理是利用微滤处理造纸废水。 纸浆回收利用，采用混凝沉淀法去除造纸废水中主要污染物。 在造纸企业中，采用纳滤处理废水，回收废水中的有用物质，可以进一步有效控制废水排放的污染。 潘路亭等人采用TOA（正三辛胺）乳液液膜法有效处理黑液。 该方法可实现COD去除率98%以上，提取的木质素还可用于今后的生产。 中城其他化工行业的原料和产品可以同时达到控制污染和综合利用的双重效果。 详细信息如图3所示。
图3 造纸废水膜处理工艺流程
3.3 制药废水
制药企业产生的废水大部分是多种药品生产过程中排放的混合废水。 此前，国内外废水处理主要采用厌氧-好氧生化联合处理方法，具有一定的效果。 然而，这种方法有其局限性。 例如厌氧处理工艺对温度、pH值等因素要求较高。 同时该方法的操作范围很有限，结构的停留时间也比较长。 另一方面，采用厌氧处理方法处理沼气，产量小，经济价值低。 而且，处理后直接排放会对环境造成二次污染，并可能造成其他安全隐患。 此外，单一的常规好氧生化处理方法的弊端也很明显。 膜技术的出现可以在一定程度上降低难度。 PW膜生物反应器技术主要由膜组件和生物反应器组成，可以在一定时间内维持较高的MLSS浓度和较长的SRT时间。 而且，由于膜具有隔离功能，使得那些生长非常缓慢的硝化细菌有时间在反应器中积累。 当MLSS逐渐增大时，硝化细菌的数量也不断增加，使得反应器的硝化能力不断增大。 增强，使通过膜后出来的水大部分不含细菌、病毒、寄生虫卵等有害物质，且浊度比较低，完全符合国家废水排放标准。
3.4 重金属废水
重金属废水污染是造成环境污染的因素之一。 特别是电镀、冶金、矿山等企业是重金属废水的高产区。 生产过程中会产生大量含有铬、镍、铜、镉等金属离子的废水。 目前，国内外处理重金属废水的主要方法是液膜法和离子交换法。 酸性水中主要回收ZN2+，但很难有效回收ZN2+和H2SO4。 如今的纳滤膜技术可以确保90%的含重金属废水得到有效回收或净化，并且在整个分离过程中重金属离子的浓度会逐渐升高，甚至可以达到回收标准。 如果条件允许，甚至可以分离回收其他离子，如Ni2+和CD2+。
4。结论
随着膜技术的推广，并且由于该技术在处理废水方面的优势，这为膜技术未来的发展和应用创造了机会。 膜技术的发展促进了废水处理的发展，给人们的生活和生产带来了更多的便利。 然而，它是近年来发展起来的一项相对年轻的新技术。 这项技术还不够成熟。 大规模工业化膜分离的例子很少。 更多的分离技术仍在探索和研究过程中。 现有的问题有很多需要解决和改进，这也是膜技术未来发展的挑战。
电镀行业是工业生产中的重要行业。 电镀生产过程中会产生大量的电镀废水。 废水直接排放将对环境造成严重污染，威胁人民健康。 废水应在排放前进行处理。 传统的处理方法是化学沉淀处理，会产生其他沉淀污染，且过滤效果较差。 膜分离技术可以将各种重金属离子从金属溶液中分离出来，将重金属离子和水溶液分开使用，实现电镀水中多种高价值金属的高效回收。 因此，膜分离技术可以促进电镀行业的可持续发展。 发展和实现清洁生产。
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