膜技术在化工废水处理中的应用

哈 尔 滨 师 范 大 学

学士学位论文开题报告

论文题目 膜分离技术在处理废水中的应用

学生姓名

指导教师

年 级 xxxx级xx班

专 业

2017 年 3 月

说 明

本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。

说明课题的来源（自拟题目或指导教师承担的科研任务）、课题研究的目的和意义、课题在国内外研究现状和发展趋势。

若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。

课题来源：

对于中国城市水资源污染的调查显示，水资源污染最主要是工业废水，电镀废水和印染废水，中国城市水污染普遍严重，而膜分离技术可以解决上述问题，膜分离技术在国内比较落后，急需改进，针对以上问题来确定题目为膜分离技术在处理废水中的应用，有利于膜分离技术在实际中的运用。

课题研究的目的和意义：

研究目的：

进入21世纪以来，中国城市化正在逐步加快，加入WTO后，中国重工业的发展迅速，由此带来的工业废水正在与日俱增，中国城市人口稳步上升，带来的生活污水也不容忽视，中国的水资源正在面对巨大的挑战。常规的分离与处理方法分离污水的效率极低，而分离技术在污水处理效率而且绿色环保，膜处理技术对于工业废水、电镀废水与印染废水等方面实际应用较少，解决城市废水污染问题，提高水质，可以进一步探索膜分离技术在海水分离的运用。

研究意义：

通过对膜分离技术的起源、发展及运用现状，掌握膜分离技术的原理，对膜材料的分离、膜过程、膜反应器的探究。详细介绍膜处理技术在工业废水、电镀废水与印染废水的实际应用情况，对于膜处理技术的进行改进，加快分离效率，提高分离后的水质，改进膜分离的材料，可以解决城市污水，减少污水对环境污染，膜分离技术具有绿色节能的特点，也可以保证人类可持续发展。

国内外同类课题研究现状及发展趋势：

国内外研究现状：

膜分离技术作为一门新兴的科学技术，它是由材料科学与介质分离技术相互融合的，它具有分离高效、设备与操作简单、节省能量、绿色环保的特点，他还是一种新型高效、分离精密的技术，在实验中运用也比较广泛。膜分离技术成为世界的研究热点，它可以将海水的变成淡水的超前沿的净化技术，而且花费的成本极低，膜分离技术在未来拥有广阔的市场需求，在其他领域它也将备受瞩目。膜分离技术中膜处理过程有众多的选择，其中有微滤／超滤、徽滤／反渗透、微滤／超滤／反渗透或纳滤结合的膜处理。膜技术分离可以减低人类对环境的污染，其应用前景非常广阔，如饮用水的水质提高、工业废水的处理、垃圾填场渗滤液的处理、石油化工处理。对于石油化工膜分离技术是重要应用的领域，可以从油田淡水供应方面，再到生产、加工过程的反应、分离、浓缩、纯化等方面。目前，这些技术运用还处于初级阶段，所以说膜分离技术发展迅速。在国外，运用膜处理技术处理工业废水、废气已经很成熟，已经取得很大的成就，也带来巨大的经济效益和社会效益，间接保护环境与水资源。膜分离技术包括微滤、超滤、反渗透、电渗析的过程外，渗透汽化等其他膜技术也在飞速的发展。

生物膜技术在工业废水处理中的应用

随着工业生产企业的不断增多，废水产生问题已经成为制约环境保护和经济发展的一个难题。废水处理已经成为现代化工业生产中不可缺少的一部分，而生物膜技术也在废水处理中发挥了越来越重要的作用。本文将从生物膜技术的基本原理、工业废水处理中的应用以及存在的问题及未来发展方向三个方面来进行探讨。

一、生物膜技术的基本原理

生物膜技术是一种利用生物质在基质表面沉积而形成的生物膜作为反应器，以将废水中污染物去除的一种技术。它与传统的化学法、物理法等治理手段相比有很多优势，例如对于有机物污染更为适用、处理能力强等。生物膜可以形成在任意固体表面上，其形成的生物膜是由一种或多种细菌在固定化的生物质支撑上沉积而成。生物膜技术的主要优势在于其能够有效降解有机物，且对生物膜的恢复和维持能力较强。同时，生物膜技术还可有效消除气味、改善水质，适用于处理各类废水。

生物膜技术的流程包括三个过程：生物膜的附着、生长，和生物膜的撕裂与脱落。在附着和生长的过程中，细菌会形成生物膜，将有机物进行降解、去除。但是，在生物膜的撕裂与脱落过程中，会影响到生物膜的去除效果，在实际应用过程中需要进行更多的探究和研究。

二、生物膜技术在工业废水处理可以分为两类，一类是采用外排，一类是内循环。外排方式指的是废水从反应器中流出，单穿流进入第二个反应器或排放出去。内循环则通常采用气浮池或者自然通风的形式进行氧气供应，通过调节物理和生理因素来实现水质的改善。

生物膜技术在纺织、食品，制药等行业的应用最为广泛，其主要原因是这些行业废水中有机物的含量较高，生物膜技术对此能够起到较好的处理效果。例如，在制药行业中，废水中含有很高的化学物质，采用生物膜技术后，可以较好地实现水质的去除。在有些废水处理行业中，还可以采用交替厌氧/好氧和连续厌氧/好氧的方式操作。这种操作方式可以帮助提高生物活性和生物膜的生长能力，从而提高废水的去除效果。

膜分离技术在化工生产中的应用

膜分离技术是一种在化工生产过程中被广泛应用的分离技术。通过使用特殊的半透膜，将物质分离成不同的组分，达到纯化、回收或分离的目的。近年来，膜分离技术的应用领域不断拓展，逐渐成为化工生产的重要组成部分。本文将介绍膜分离技术在化工领域的应用及其优势。

一、膜分离技术在化工生产中的应用

1、膜分离在离子交换中的应用

离子交换膜是一种特殊的膜，能够在化学反应中发挥非常关键的作用。在化工生产中，离子交换膜被应用于流体处理、水净化和离子分离等领域。以离子交换膜为例，用于电解水制氢、电解水制氧等反应，通过离子交换膜分离阴阳离子，分离出高纯度的氢气和氧气，不仅纯度高，而且节约了大量的水资源，提高了反应的效率和经济性。

2、膜分离在纯化中的应用

化工生产中常常需要进行纯化处理，以获得更高的产品质量和更好的处理效果。膜分离技术在化工生产中的纯化领域得到了广泛的应用。具体而言，可以将含有杂质的溶液经过膜的过滤和分离，使水、有机溶剂和化合物的组分得到有效的分离，从而得到更高纯度的产品。

3、膜分离在气体分离中的应用

在一些化工反应中，通过膜分离技术可以实现对气体的分离，得到纯度更高的气体。目前被广泛应用的膜分离技术主要有平板式膜分离和中空纤维膜分离。比如将烃类加工过程中得到的废气通过水膜分离器和其他设备处理，溶液和气体的分离达到了更高效和规范化的效果。

二、膜分离技术的优势

相比于传统的分离技术，膜分离技术有着不可比拟的优势。

1、高效性

膜分离的过程非常快速、高效，不需要占用过多的空间和时间。而且，由于膜的特殊性质，可以有效的分离出高纯度的组分，提高了工艺的效率。

2、沉淀体积小

传统的分离技术往往需要利用离心机等设备进行深度分离，而这些设备体积庞大、费用昂贵，占用大量空间和资源。膜分离技术具有很小的体积和重量，而且容易维护和清洗，大大降低了生产成本和能源开支。

3、节能环保

传统的分离技术往往需要废弃很多进行分离的溶液或溶剂，产生大量的废液和有害物质，对环境造成了很大的污染。相比之下，膜分离技术则可以大大降低废弃物的产生，从而达到节能环保的效果。

膜处理技术在环境工程污水处理中的应用

摘要：水资源是人类赖以生存的自然资源，快速的工业化进程所导致的大量工业污水亟需合理的处理。膜技术分离工业废水已得到广泛认可，因为其具有处理效率高，资源损耗小的优势，应用前景十分广阔。对不同类别的膜技术对于废水的处理进行了讨论，希望能够对废水处理技术推广有所帮助。

关键词：膜技术；MBR；污水处理

引言：膜处理技术在污水处理工作中有良好的应用前景，而在MBR工艺中，能充分发挥膜技术的优势，满足污水处理的要求。目前，MBR工艺在处理工业废水和生活废水中还具有较大的优势，但是在应用中也出现了一些问题，还需要加强对相关技术的研究，满足污水处理的需要。

1 膜处理技术概述

1.1 膜处理技术概念

膜处理技术就是使用过滤膜来对污水中的污泥和有害分子进行去除，提升对污水的处理效率。目前的膜处理技术主要可以分为有机膜和无机膜两种类型，由于两种膜在过滤原理和处理方式上存在一定的区别，所以技术人员会结合需要来进行膜技术的选择。

1.2 膜技术的特点

1.2.1 不会导致二次污染

很多污水处理技术往往都会导致二次污染的出现，因为在污水处理的过程中会产生其他污染物质，从而导致对水环境的破坏。使用膜处理技术时，可以对污水中的物质进行选择性过滤，整个过滤过程中，不会有新的物质生成，仅仅是在成分比例上出现变化，因此可以有效控制因为净化所导致的二次污染。

1.2.2 具备优良的经济特性

膜处理技术的应用方法比较简单，所以只需要简单的净化工作就可以完成对污水的净化工作，能广泛应用到废水的处理当中，并具有较高的效率。因此，在实际应用中，膜处理技术需要的经济投入较低，在污水处理中具有非常高的经济效益。

1.2.3 协调性好

针对不同的污水处理需要，可以对膜的种类进行选择和组合，从而达到污水处理的目的。在实际应用中，不同类型的膜之间具有较高的协调性，可以满足不同类型污水的处理要求，从而充分发挥出污水处理的效果。