廢水中含有大量的有害物質，容易對自然環境產生持續性的破壞，對廢水的處理不僅可以保護環境，同時也能夠降低生產成本。對廢水進行處理，首要目的是清理廢水中的各類成分和物質，包括化學物、各種殘渣、有機物等，經過處理后的廢水需要達到國家相關環境標準的要求。而對廢水采取物理方法進行處理，將大分子物質進行篩除，有助于完成廢水的深度處理。在工業生產高度發達的今天，膜分離法的出現對于調節工業生產與環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行處理，將廢水中的一些物質選擇性地與溶液隔離開，如離子、分子和微粒等，最終實現對廢水的凈化。膜分離法之所以被普遍使用，是因為：膜分離法在使用時，是根據廢水中各類物質的物理性質來進行篩選的，在整個過程中不會產生新的物質反應，需要的輔助性工序和資源相對較少，是一種節能型技術。膜分離技術能夠在常溫下進行，對于廢水的處理一般不需要采取深度預處理手段，尤其是能夠準確地對廢水中的熱敏性物質進行清理，因此該技術能夠廣泛運用于廢水中的有機物、無機物、微生物的分離，對于特殊物質或者指定物質，只需要選擇對應的膜材料即可。此外，膜分離技術核心在于膜的使用，只要選擇好了對應的材料，僅需要對應位置加裝膜即可，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、單段連續操作、多段連續操作三種，實踐表明超濾技術對于微粒、細菌、有機質等有良好的處理效果，但無法對無機離子進行篩留，被廣泛使用于工業廢水、醫藥廢水等處理中。
②納濾技術成型較晚，膜孔徑在數納米之間，是鑒于反滲透和超濾技術之間的壓力型膜分離技術，納濾膜自帶電荷，除了能截留納米級的物質之外，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與滲透液的分離，過程簡單。目前反滲透技術在重金屬廢水、工業廢水、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更加精密，可以有效截留廢水中的淤泥、砂礫、細菌等成分，解決了生物性易結垢物質過多的情況，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垢物質的處理效果
(1)易結垢物質處理實驗
膜分離法對廢水中易結垢物質的處理，在不同性質的廢水中處理工藝略有不同，主要包含：膜性質差異。所用膜的材質、結構、孔徑等因易結垢物質的物理性質差異而適用不同材料，需要綜合考慮膜的穩定性、過濾效率、抗污能力等。操作參數差異。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易結垢物質不同而進行調整。其它差異。包括料液pH值、料液的預處理環節等也不盡相同。但在整體上，使用膜分離法對廢水中易結垢物質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，結垢物質中以CaSO4·2H2O、K2SiF6為主，即選擇K2SiF6作為主要處理對象。
②采用平衡法和動態法，對K2SiF6在預制溶液中的溶解度和平衡時間進行確認，得出最佳攪拌時間為12h，即持續攪拌12h后，混合液達到平衡狀態。以此為基礎，使用氯化鈣作為預處理成分。
使用氯化鈣處理時，反應原理如式組（1）所示：
本法進行預處理，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，考慮反應條件的客觀限制，在投入氯化鈣時適當增加用量，確定最佳反應時間為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處理后的廢水溶液進行處理，可能參與在溶液中的大量固體顆�；蚱渌镔|會對反滲膜產生嚴重污染從而降低實驗效果，因此需要在反滲膜處理之前經超濾膜進行過濾。
廢水中易結垢物質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經計算并記錄，處理后的廢水中K2SiF6分解率達99%，相關離子含量如表1所示。
根據處理過程分析得知：A.超濾膜流通量在界值以內，壓力越高則流通量越高，基礎界值為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，溫度越高則處理效果越佳；階段性處理廢水后，經清潔處理回收使用率可高達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，并對現有生產規模、生產設備等相關內容進行擴建。搬遷擴建后，建設項目設有五金件清洗線和氧化線5條，其所產生的清洗廢水收集一起處理，按照環評要求60%中水回用至生產線。原水特征如表2所示。
處理后水中易結垢物的特性測定，主要采用平衡法和動態法完成。①平衡法。向溶劑中加入過量溶質，在一定溫度下攪拌至飽和狀態，恒溫條件下對上清液中溶質含量進行分析，所得數據即為該溶質在溶劑中的溶解度。平衡法操作簡單，準確度較高，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，固定溶質和溶劑的量，改變溫度，溶質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，長時間攪拌使溶質溶解，根據溶質的加入量確定該溫度下溶質溶解度。經處理后水質檢測情況如表3所示。
經檢測顯示，水質中各類物質含量達到預期控制目標，并且易結垢物質的溶解性受到顯著控制。
3.總結
通過長期的實踐和實驗得出結論，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了對成本的控制，提高了處理的效率。但是由于膜分離技術是物理性技術，因此在大量污水處理過程中容易受到設備、材料、技術水平等因素的影響，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，同時不斷總結和研究新的方式方法。（來源：中山市保美環境科技開發有限公司）
