超滤在微污染水源水处理中的研究进展

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1、2009年6月贵州化工第34卷第3期GuizhouChemicalIndustry·39·超滤在微污染水源水处理中的研究进展丁剑秋祝亚男蔡小琴高建国(贵州大学资环学院；贵州大学喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室，贵州贵阳，550003)摘要介绍了超滤技术及其在给水处理中的研究进展，膜污染机理及防治方法，并简要展望了其发展方向。关键词微污染水源水超滤联用工艺膜污染中图分类号X131．2文献标识码A文章编号1008—9411(2009)03—0039—05随着人类社会的发展，饮用水源的污染13益加别与反渗透和

2、微滤相重叠，但是相比较反渗透和纳剧。水体富营养化藻类大量繁殖、有机污染物种类滤而言，超滤操作压力小产水量大，相对于微滤而和数量的增加、水底沉积物中重金属的二次污染等言，超滤分离精度高，因此在目前的技术经济条件水质恶化现象使得常规水处理工艺(混凝一沉淀或下，超滤在饮用水处理中获得了广泛的应用。澄清一过滤一氯消毒)已不能满足人们对提高生活O口。口一。水平和保证健康的要求。于是各种饮用水深度处理微滤。O口口。／悬浮粒子技术被研究和开发出来，其中在膜分离技术领域中近十几年已取得了重要突破，使之可能成为二十一世纪中期最有

3、发展前途的高科技之一J，可以相信，膜分离技术将会在给水处理中得到深人研究和广泛。口。／多价离子、小分子的应用。纳滤O。口口。。。d有机物、解离有机酸1超滤技术1．1膜分离过程的主要形式以压力为推动力的膜分离技术过程包括微滤；永MF(Microfihration)、超滤UF(Ultrafihration)、纳滤NF(Nanofihration)和反渗透RO(ReverseOsmosis)o图1压力推动膜过程和它们的分离特征其各过程的分离范围是不一样的(表1．1L2J)，微滤1．2超滤膜分离原理主要应用于澄清，去除

4、微粒和细粒物质；超滤主要应超滤膜对水中溶质的分离过程主要有：1)膜表用于净化、浓缩、分级大分子或细小胶体物¨；反渗面的机械筛分；2)溶质在膜表面、膜孔的被吸附和在透截留所有的非溶剂组分；纳滤孔径传递性能介于膜孔内的停留¨’J。反渗透和超滤之间(图1)。在一定压差作用下，当液体流过膜表面时，大于表1不同膜的分离范围滤孔直径的物质被截留，小于滤孔直径的物质透过尺寸大小离子1分子l大分子l微粒肉眼可见物质滤膜，于是就去除了大于滤孔直径的物质，这是膜表，um0．d『)l0．01‘0．101．0010。100。1000面

5、的筛分，为超滤主要的截留方式。但是在实际中截留相对j}-3量1呻1000lm0005(水盐类盎王蛔捌会发现，有些小于滤孔直径的物质由于吸附或停留I也被膜截留下来，这与膜和过滤液的化学性质有关，水中有关的金属离子J

6、砖醇孢囊泓j董秉直。发现那些亲水性小分子有机物会紧密的备种物质ji土尺寸’’r黏附在聚偏氟乙烯膜表面不易被水冲去，聚醚砜膜倾向于截留疏水性组分。BrinckJ．8发现在脂肪反渗透I徽滤酸存在的情况下，膜通量跟混合液pH有关，在酸性l苎兰l分离工艺I超滤Il传统过滤l条件下膜通量会下降，在碱性条件下则不

7、会。董秉直也有类似的结论。因此在解释超滤过程时应从滤孔直径、溶质和膜聚合物的化学性质三个方面考由此可以看出超滤膜在小孔径和大孔径范围分虑，在建立超滤通量模型，研究膜过滤传质理论研究贵州化工2009年6月·40·GuizhouChemicalIndustry第34卷第3期时也应注意到这一点。2超滤在微污染水源水处理中的现状1．3超滤膜材料超滤膜按材料分为有机超滤膜和无机超滤膜，相对于传统工艺，超滤对浊度、颗粒物、藻去除有机膜因为优点众多而被广泛生产和应用。在常用率高，能有效的控制“两虫”、细菌等微生物¨，但工业聚

8、合物中只有17种被成功用于工业超滤膜生是超滤膜截留分子量大，对于溶解性有机物、小分子产，常用成膜聚合物有：a．醋酸纤维素，b．聚醚砜，C．有机物和离子去除效果差。因此超滤通过与其它预聚丙烯腈，d．聚砜，f．聚丙烯。这些材料制成的膜在处理方法联用来达到满意的处理效果，同时也减缓使用过程中会或多或少产生不可逆吸附造成膜污膜污染，降低超滤成本。染，从而导致膜通量的降低。要解决这个问题，一是2．1混凝一UF工艺可以加强预处理减少过滤液中的膜污染物质或是选混凝是以形成絮体为目的的单元操作，可看为择合适的操作流程和膜清洗方

9、法清除膜表面的污染混合(化学药剂在水中的扩散)、凝聚(胶体颗粒脱物质；二是可以改变膜结构即改性，降低污染物对膜稳)和絮凝(胶体颗粒形成聚集体)三个连续过程。的吸附。另外由于材料自身存在的缺陷，也会使膜其基本原理是：1．吸附一电中和；2．吸附架桥；3．网存在机械强度不好、膜通量低等其它问题，这个也需捕作用。通过混凝，小分子有机物形成了矾花，被超对其进行改性使之符合工程要求。膜材料改性分为