水处理中膜分离技术的研究与应用

《水处理中膜分离技术的研究与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、膜分离技术及其在水处理中的应用与研究陈月（河北联合大学研究生学院，河北唐山，063009）摘要：与传统的水处理技术相比，由于膜分离技术自身的优点，其在水处理领域得到了越来越广泛的应用。本文首先对膜分离技术的发展与基本情况作了简要概述，然后基础上着重分析了其在废水处理、海水淡化和超纯水制备中的应用。最后对膜分离技术中现存问题进行了探讨，对该技术的应用前景进行了展望。关键词：膜分离技术；水处理；应用1引言膜分离技术是借助膜的选择渗透作用,以外界能量或化学位差为推动力，对混合物中溶质和溶剂进行分离,分级,提纯和富集的方法。与传统的分离操作（如蒸发、

2、萃取、沉淀、混凝和离子交换等）相比较，膜分离技术作为一种新的分离净化和浓缩方法，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻等优点。由于其自身的优点，膜分离技术的发展相当迅速，在污水处理、食品生产、医药合成和化工生产等领域有广泛的应用。而近几十年，将膜分离技术应用到水处理领域，形成了新的水处理方法，包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、电渗析(ED)和反渗透(RO)、渗透蒸发(PV)、液膜(LM)等膜分离技术，为水处理提供了新的出路和研究方向。2发展概况人类对于膜现象的研究源于1748年，然而认识到膜的功能并用于为人类服务，却经历了2

3、00多年的漫长过程。人们对膜进行科学研究则是近几十年来的事。1950年W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜，奠定了电渗析的实用化基础。1960年洛布(Loeb)和索里拉简(Souriringan)首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这在膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为：20世纪30年代微孔过滤，40年代透析；50年代电渗析；60年代反渗透；70年代超滤和液膜；80年代气体分离；90年代渗透汽化。此外以膜为基础的其它新型分离过程以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也

4、日益得到重视和发展。[1]3膜分离技术概述3.1膜分离技术类型目前己经深入研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透汽化和气体分离等。正在开发研究中新的膜过程有:膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放膜、仿生膜以及生物膜等过程。[2]3.2膜分离技术特点膜分离技术作为一门新型的高效分离、浓缩、提纯及净化技术,由于其多学科性特点,膜技术可应用于大量的分离过程。各种膜过程具有不同的机理,适用于不同的对象和要求，但有其共同的优点。(1)膜分离技术能耗低。因为膜分离过程不发生相变化，其中以反渗透耗能最低，这对于克服国家的

5、能源危机有相当的意义。(2)膜分离过程是在常温下进行的，因而特别适于对热敏感的物质，如对废水中有价值的重金属、化学药品、生产原料等的分离、分级、浓缩与富集过程。而用膜法处理饮用水，其出水水质只取决于膜自身的性质，如膜孔径、膜的选择性等，与原水水质无关。(3)膜分离技术适用的范围广，反应过程不会改变物质的属性，不需要添加剂参加反应，不会带来新的污染物和浪费其它物质，可用于多种类型的废水处理过程。(4)膜分离法分离装置简单，操作容易且易控制，便于维修且分离效率高。与常规水处理方法相比，具有占地面积小，处理效率高等特点。(5)膜分离技术设备可实现定

6、型化，自控性强，便于管理和运行，也有利于产业化发展。[3]4膜分离技术的应用膜分离技术已经在国民经济各个领域得到广泛的应用。尤其在一些发达国家。据统计，全世界膜和膜组件的销售额每年以14%~30%的幅度递增，并膜与光纤、超导等技术一样将成为主导未来工业的六大新技术之一。显示出这一新兴产业的广阔前景。其工业应用见表1。表1膜分离技术的工业应用项目应用化学工业有机物除去或回收、污染控制、气体分离、药剂回收和再利用水处理海水和苦咸水淡化、超纯水制备、电厂锅炉水净化、废水处理食品及生化工业净化、浓缩、消毒、代替蒸馏、副产品回收金属工业金属回收、污染控

7、制、富氧燃烧纺织及制革工业余热回收、药剂回收、污染控制造纸工业代替蒸馏、污染控制、纤维及药剂回收医药工业人造器官、控释释放、血液分离、消毒国防工业舰艇淡水供应、战地污染水源净化、野战供水目前，环境问题日趋严重，其中较为突出的是废水的处理。尽管废水治理达标排放的方法很多。但不容置疑，膜技术应用是最为常用的一种。我国水资源很贫乏，不少城市都存在用水严重紧张的问题，同时随着人民生活水平的提高，对水质也提出更高的要求，希望能够饮用到更优质的水。此外。海水的淡化处理和高纯水的生产，这些都是社会发展的需要，以上问题都可以通过膜分离技术来解决。4.1废水处

8、理废水处理一直是我国乃至世界在环保方面一直关注和亟待解决的问题，而利用膜技术处理废水，既能得到可达标的水源，又能有效地利用废水中的有价成分。4.1.1重金属废水的处