废水中含有大量的有害物质，容易对自然环境产生持续性的破坏，对废水的处理不仅可以保护环境，同时也能够降低生产成本。对废水进行处理，首要目的是清理废水中的各类成分和物质，包括化学物、各种残渣、有机物等，经过处理后的废水需要达到国家相关环境标准的要求。而对废水采取物理方法进行处理，将大分子物质进行筛除，有助于完成废水的深度处理。在工业生产高度发达的今天，膜分离法的出现对于调节工业生产与环境之间的矛盾具有重要意义。
1.膜分离法的基本原理
（1）膜分离法的特点。
膜分离法主要是利用膜对废水进行处理，将废水中的一些物质选择性地与溶液隔离开，如离子、分子和微粒等，最终实现对废水的净化。膜分离法之所以被普遍使用，是因为：膜分离法在使用时，是根据废水中各类物质的物理性质来进行筛选的，在整个过程中不会产生新的物质反应，需要的辅助性工序和资源相对较少，是一种节能型技术。膜分离技术能够在常温下进行，对于废水的处理一般不需要采取深度预处理手段，尤其是能够准确地对废水中的热敏性物质进行清理，因此该技术能够广泛运用于废水中的有机物、无机物、微生物的分离，对于特殊物质或者指定物质，只需要选择对应的膜材料即可。此外，膜分离技术核心在于膜的使用，只要选择好了对应的材料，仅需要对应位置加装膜即可，操作简单，且适用的范围更广、效率更高。
（2）膜分离法的类型。
膜分离法的常见类型包含：
①超滤，在压差的作用下完成筛孔分离，一般膜孔的直径规格为20-1000A°，施加压强在0.1-0.5MPa，属于多孔物理拦截模式。常见有单段间歇操作、单段连续操作、多段连续操作三种，实践表明超滤技术对于微粒、细菌、有机质等有良好的处理效果，但无法对无机离子进行筛留，被广泛使用于工业废水、医药废水等处理中。
②纳滤技术成型较晚，膜孔径在数纳米之间，是鉴于反渗透和超滤技术之间的压力型膜分离技术，纳滤膜自带电荷，除了能截留纳米级的物质之外，对于较小的带电无机离子也有明显的作用。③反渗透，同样以压力为推动，反渗透不需要使用吸附剂和沉淀剂等，仅依靠压力和渗透膜即可完成物质与渗透液的分离，过程简单。目前反渗透技术在重金属废水、工业废水、化工废水等处理中使用较多。
④微滤相较于一般膜分离技术更加精密，可以有效截留废水中的淤泥、砂砾、细菌等成分，解决了生物性易结垢物质过多的情况，可用于前期废水分离处理，主要分为死端和错流两种形式，死端采用一次性滤芯，用于小流量的废水处理，而错流则用于大规模废水处理，但需要周期性清洁或更换组件。
2.膜分离法对废水中易结垢物质的处理效果
(1)易结垢物质处理实验
膜分离法对废水中易结垢物质的处理，在不同性质的废水中处理工艺略有不同，主要包含：膜性质差异。所用膜的材质、结构、孔径等因易结垢物质的物理性质差异而适用不同材料，需要综合考虑膜的稳定性、过滤效率、抗污能力等。操作参数差异。操作时整个流程中滤液所受的压力、膜面流速、温度、分离操作时长等也会因为分离的目标易结垢物质不同而进行调整。其它差异。包括料液pH值、料液的预处理环节等也不尽相同。但在整体上，使用膜分离法对废水中易结垢物质的处理大致原理和流程基本一致。基于此，本文在实验中选择一种呈酸性的废水作为对象，大致实验内容如下：
①基本分析。
使用电极仪、电子滴定仪、离子色谱仪、能谱分析仪、浊度仪及一系列实验室常用仪器对废水进行检测，并建立废水中元素及化合物含量表，确定废水中含有Fe3+、K+、Ca2+、Si4+、SO42-等离子，结垢物质中以CaSO4·2H2O、K2SiF6为主，即选择K2SiF6作为主要处理对象。
②采用平衡法和动态法，对K2SiF6在预制溶液中的溶解度和平衡时间进行确认，得出最佳搅拌时间为12h，即持续搅拌12h后，混合液达到平衡状态。以此为基础，使用氯化钙作为预处理成分。
使用氯化钙处理时，反应原理如式组（1）所示：
本法进行预处理，充分显示出沉淀与pH值平衡作用，氯化钙溶水性强，在反应空间和条件充分的情况下可以有效去除废水中K2SiF6的根离子和氟离子，考虑反应条件的客观限制，在投入氯化钙时适当增加用量，确定最佳反应时间为6h，确定氯化钙投入量为32.87-33.35g/L。
③实验室条件限制，选择使用最为常用且效果明显的超滤和反渗透组合工艺，因为如果直接使用反渗膜对预处理后的废水溶液进行处理，可能参与在溶液中的大量固体颗粒或其他物质会对反渗膜产生严重污染从而降低实验效果，因此需要在反渗膜处理之前经超滤膜进行过滤。
废水中易结垢物质K2SiF6的处理效果，即去除率D（%）和膜通量R（L·m-2·h-1）计算公式为：
其中：Cx为主溶液的浓度（mg/L）；Cy为渗透液的浓度（mg/L）。
其中：W为渗水量（mL/s）；A为膜的作用面积（m2）；T为渗透时长（h）。
④经计算并记录，处理后的废水中K2SiF6分解率达99%，相关离子含量如表1所示。
根据处理过程分析得知：A.超滤膜流通量在界值以内，压力越高则流通量越高，基础界值为0.38-0.41MPa；流速越接近界值9L·min-1则超滤膜流通量越大；超滤膜去除废水中悬浮物、混浊物的效果与温度相关，温度越高则处理效果越佳；阶段性处理废水后，经清洁处理回收使用率可高达92%。B.反渗透膜通量随着操作压力的升高而升高，同时，反渗透膜的脱盐率也随压力的升高而增大；膜面流速对反渗透膜通量物明显影响；反渗透膜通量随温度的升高而升高，脱盐率随温度的升高而降低。
(2)实践案例
某电器公司将原3个厂整体搬迁，并对现有生产规模、生产设备等相关内容进行扩建。搬迁扩建后，建设项目设有五金件清洗线和氧化线5条，其所产生的清洗废水收集一起处理，按照环评要求60%中水回用至生产线。原水特征如表2所示。
处理后水中易结垢物的特性测定，主要采用平衡法和动态法完成。①平衡法。向溶剂中加入过量溶质，在一定温度下搅拌至饱和状态，恒温条件下对上清液中溶质含量进行分析，所得数据即为该溶质在溶剂中的溶解度。平衡法操作简单，准确度较高，但效率低，耗时长，在高温、高压条件下不适宜采用。本文采用等温溶解平衡法测量氟硅酸钾在模拟混酸溶液中的溶解度。②在一定压力下，固定溶质和溶剂的量，改变温度，溶质刚好全部溶解的温度点则为该温度下的溶解度；在固定温度和压力下，少量多次向溶剂中加入溶质，长时间搅拌使溶质溶解，根据溶质的加入量确定该温度下溶质溶解度。经处理后水质检测情况如表3所示。
经检测显示，水质中各类物质含量达到预期控制目标，并且易结垢物质的溶解性受到显著控制。
3.总结
通过长期的实践和实验得出结论，膜分离法对于废水的的处理具有明显效果，并且在整个处理过程中实现了对成本的控制，提高了处理的效率。但是由于膜分离技术是物理性技术，因此在大量污水处理过程中容易受到设备、材料、技术水平等因素的影响，由此想要保障膜分离法在污水处理中的功效，就必须要加强日常管理和维护，同时不断总结和研究新的方式方法。
