一、引言
膜分离技术在电池工业污水处理回用中的应用研究，及时发现膜分离技术的应用优势，提高电池工业污水处理回用效率。膜分离技术的运用原理以压力驱动为主，包括多个步骤，如微滤、纳滤或者是超滤等，同时还要及时反渗透，利用渗透膜选择透过性为载体，及时施加外压，以确保水透过膜并截留其他化合物，完成分离处理。膜分离技术应用逐渐成熟，尤其是近些年国家对污水处理要求越来越严格，膜分离技术应用范围扩大。电池工业污水属于重金属废水类型，污水处理回用要求非常高，近些年不断接触膜分离技术，但是应用经验比较少，因此需要加大研究力度，去积极总结应用经验，继而充分发挥出膜分离技术在电池工业污水处理中的作用。
二、传统电池工业污水处理与膜分离技术电池工业污水处理技术对比
（一）电池工业污水传统处理模式
1、污水进出水水质分析
此次研究主要根据某化工厂电池生产材料展开，以电池级正磷酸铁为主，其属于汽车锂离子动力电池正极材料前驱体，同时也是储能电池的生产材料。实际生产中会应用到铁盐、磷酸盐溶液，通过反应条件的满足，迅速生成沉淀物，根据生产要求对沉淀物、反应溶液等进行严格过滤，以此科学分离金属杂质与非金属杂质。污水进出水水质处理主要包括两阶段，其一是粗品生产处理；其二是精制处理[1]。
粗品生产处理阶段，核心是生成磷酸铁，生成条件是应用硫酸亚铁、磷酸氢二氨与氨水等，在固定反应条件下得到，随即应用压滤机对磷酸铁进行压滤处理，得到初步加工处理的粗品，即滤饼。精制处理阶段包括两个工序，其一为氧化；其二为老化。氧化工序处理，以硫酸为反应条件，对滤饼进行氧化，其间还需加入纯化水，这其中涉及电导率，按要求必须≤10S/cm，随后进入到清洗阶段，经过60-90min的持续清洗，将金属、非金属杂质等去除，确保处理后的产品符合电池级生产要求。氧化处理期间，氧化清洗污水增加。老化工序处理，反应条件为磷酸，同样需要加入纯化水，并且持续清洗，清洗时间必须达到60-90min，电导率≤10S/cm。不管是氧化还是老化，都会产生大量污水，污水中包含氨氮、硫酸盐等多种污染因子，这些都需要进行特殊处理，否则对生态环境影响深远。
2、污水处理工艺研究
电池工业污水进出水水质研究后，对传统污水处理工艺进行分析。目前的电池生产及污水处理，因为工业水平提高，所以配套管网、污水处理系统等已经非常成熟，此次研究的处理主体以A/O为主，突出特点是脱氮，可是实际应用中不具备除磷功能。按照《电池工业污染物排放标准》GB 30484-2013标准，对污染因子排放指标进行整理，为污水处理工艺处理提供依据。
传统污水处理中，电池生产产生的所有污水，都会由调节池均质均量处理后再进入到下一个处理环节，按照处理要求投加熟石灰，必须保证足量，同时对污水酸碱值进行控制，要求为8-9，这样就可以去除污水磷酸盐，将其转换为磷酸钙并沉淀。沉淀完毕还需要砂滤，最后达到排放规定标准，传统污水处理的基本反应原理为：2PO43-+3Ca2+=Ca3(PO4)2。根据总磷含量以及污水处理等计算分析，发现污水处理成本极高，尤其是药剂方面的费用，为了解决这一现象，就需要从污水回用角度出发，优化污水处理各个环节，在此基础上，有效节省污水处理费用。
（二）膜分离技术污水处理模式
1、膜分离技术应用分析
膜分离技术在电池废水处理及回收中的应用，主要目的是减少污水处理运行成本。从氧化及老化工序中对污水妥善处理并回用，控制污水源头，这样既可以合理控制污水处理成本，又能够提高污水处理水平[2]。根据企业电池级产品要求，膜分离处理中的回水水质，电导率标准为10S/cm。膜分离技术在这方面应用经验少，为了梳理应用思路，及时组织反渗透实验。反渗透实验流程如下：
其一是项目污水；其二是原水泵；其三是保安过滤器；其四是增压泵；其五是反渗透膜组件；其六是出水。这其中所应用的膜组件，主要选择的是BW30-4040反渗透膜组件，主要材料是卷式聚酰胺复合膜，单支有效面积与标称脱盐率分别为7.2㎡、99.3%，实验过程中根据实验需要添加了阻垢剂，随后设置进行了一级反渗透系统，将传统污水出水导电率进行了有效降低，初步降低已经达到100-200S/cm，由此可以看出，膜分离技术在电池污水处理中有显著效果。当然通过实验分析还发现，若应用膜分离技术，必须注意以下问题：
首先是污水处理系统运行期间，污堵速度快，清理难度大；其次是系统膜通量低；最后是虽然脱盐作用比较好，但是产水方面效率低。通过分析发现，之所以会出现上述情况，主要因为电池工业污水中存在磷酸铁颗粒，并且为纳米级别，增加了保安过滤器堵塞风险。再者铁离子、硫酸根离子在氧化过程中会出现硫酸钙沉淀，并附着在膜的表面，这些都需要十分注意。
2、膜分离技术处理工艺
结合膜分离技术应用实验中发现的不足，及时在处理工艺中进行改善。以进水水质方面为出发点，实时监测生产全过程，发现电池工业污水处理中，氧化清洗工序在清洗时段的变化下，清洗效果存在明显差异，排水污染物初期浓度高，末期浓度低。
及时对氧化清污方案适当调整，将高浓母液排除在回收外，后期清污期间集中回收，这样就可以减少前期排污堵塞等其他风险，还可以提高污水回收率，有效控制电池工业污水处理成本。
为了提高膜分离技术中膜的使用寿命，有效改善膜污堵现象，达到电池工业污水处理目的，在清污处理中，还需要做出如下调整：
按照三方面展开工艺处理，其一是超滤；其二是纳滤；其三是两级反渗透。首先电池生产污水进行超滤处理，此次超滤处理主要采用外压式柱式中空纤维超滤膜组件，使用数量为6支，污水处理规模达到300m³/d，如此一来，污水的回收率提升至90%之上。其次进入至纳滤处理环节，采用卷式聚酰胺复合膜组件，数量为18支，以2:1二段式方式进行排列。再次是反渗透阶段，一级与二级反渗透系统分别应用18支组件与12支组件，并且在压力容器辅助下，有效提升污水回收率。
三、结论
综上所述，对于传统污水处理工艺，膜分离技术的加入，不仅对污水处理系统进行了完善，科学调整了传统污水处理方案，同时从污水处理量方面明显增加。膜分离技术，有效控制了污水排放量，提高污水回收效率，减少污水处理成本，延长了污水处理系统的运行寿命。
参考文献：
[1]周利跃,朱清,刘飞.膜分离技术在羽绒工业废水回用中的应用[J].广东化工,2019,46(20):82-84.
[2]刘宇,赵炳谚,曹海燕,孙好芬.膜分离技术在含油工业废水处理过程中的应用[J].山东化工,2019,48(18):246-247.