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1、第25卷第5期水处理技术Vol.25No.51999年10月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTOct.,1999①膜技术在饮用水深度处理中的应用徐荣安(国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,浙江杭州310012)摘要:本文综合介绍了反渗透、电渗析、纳滤、超滤和微滤等膜技术进展和在饮用水深度处理中的应用。关键词:膜技术;进展;深度水处理;应用中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:100023770(1999)0520249206农业化肥、杀虫剂的大量持续使用,工业废气、废水的超标排放,和人们生活污水的大
2、量增加,导致水源污染日趋严重。另一方面,随着生命科学、医学的技术进步和人民生活水平的提高,人们对饮用水的品质提出了新的概念和要求,饮用水与人体健康这一话题,引起了各级人民政府和广大群众,比以往任何时间都要关切。饮水安全、卫生已成为当前消费者的主导潮流。膜技术是近30年来发展起来的一项高新技术,也是当前促进和保证社会持续发展的关键技术之一,已在能源、电子、化工、医药、食品、汽车、家电、环保等领域,发挥着其独特的重要作44用,1.3×10töd的海水淡化大型工厂,2.4×10töd苦咸水电渗析淡化工厂,用膜近万平方米的大型超滤退浆废水
3、处理厂,2400töd的地表水微孔过滤净化工厂,每年救治几十万人生命的人工肾(透析器)已成为现代的重要医疗手段,膜法制取的矿泉水、纯净水、优质饮用水等已进入千家万户⋯⋯,这些已充分了显示了膜技术应用规模、水平和重要作用。本文就膜技术的进展和在饮用水深度处理中的应用作一综合介绍。1膜技术的进展1.1电渗析电渗析(ED)是以直流电为推动力,利用阴阳离子交换膜对水溶液中阴阳离子的选择透过性,使一个水体中的离子通过膜迁移到另一水体中的物质分离过程。1952年,美国Ionics公司,根据电渗析原理,研制成功世界上第一台电渗析器,用于苦咸水淡
4、化制取生活饮用水。70年代频繁倒极电渗析技术(EDR)开发成功,使电渗析装置运行更加方便,工作应用更加稳定;日本50年代末开发这一技术,60年代用于海水浓缩制盐和氯碱工业制浓盐水;我国1958年开始研究开发电渗析技术,1965年我国第一台电渗析装置试用于成昆铁路建设,1967年完成了异相离子交换膜的工业化生产,三十年来,已在海水、苦咸水淡化制取生活饮用水和工业用纯水、超纯水制造,发挥了显著的效果。其应用面遍布全国各地的各行各业,其应用面之广和膜产量大均居世界同行前列。在我国,电渗析已成为一种成熟的水处理工艺技术。电渗析本体已①收稿
5、日期:1998209218250水处理技术第25卷第5期按专业标准组织生产,制水量从每小时几十升到几十吨多种规格可选,工程应用可由单台至几十台组合排列,以满足不同制水量和不同脱盐效果的要求。与国际水平相比,我国电渗析工艺工程水平已接近世界先进水平,差距较大的是离子交换膜的品种单一,限止了这一技术在高浓度浓缩和不同离子分离等方面的应用,就水处理行业而言,尽管有少数电渗析装置进口,但由于进口电渗析价格大大地贵于国产装置,所以目前国内6电渗析仍由国货所统治。1995年统计,电渗析用于苦咸水淡化,总造水量达1.07×10töd。1.2反渗
6、透反渗透(RO)是以压力为推动力,利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性,从某一含有各种无机物、有机物和微生物的水体中,提取纯水的物质分离过程。1960年Loeb和Sourirajan,根据上述原理制备了世界上第一张高脱盐率、高通量的不对称膜醋酸纤维素(CA)反渗透膜。70年代初美国杜邦(Dupont)公司开发成功了芳族聚酰胺(PA)中空纤维反渗透膜;80年代初聚酰胺复合膜及卷式元件研究成功,80年代末,高脱盐率复合膜及卷式元件投入生产;90年代中,超低压高脱盐度聚酰胺复合膜及元件投放市场。我国反渗透膜技术的研究开发,始
7、于1965年,1967-1969年的“全国海水淡化会战”为CA不对称反渗透膜的开发打下了良好的基础,1982年我国第一个CA卷式膜元件研究成功,1983年CTA中空纤维组件研制成功;1984年大型8"卷式组件研制成功;1985年8"大型中空纤维组件研制成功。这些组件成功地应用于18M8-cm超纯水,高压锅炉补给水,无菌无热源水和食用纯净水⋯⋯的制造。并产生了重大的社会和经济效益,近三年来,由于国外卷式PA复合膜的大量进入中国市场,对国产CA卷式膜的冲击很大,目前国产CA卷式膜已停产,而国产CTA低压中空纤维膜组件,虽其脱盐率低于进
8、口PA复合膜,但其由于相对价格低,供货充足,目前仍在生产,以满足市场的需求。在反渗透工艺研究和工程应用方面,80年代末,国家“七·五”科技攻关期间,电子工业用18M8-cm大型工业化超纯水系统、高压锅炉补给水用大型反渗透装置,和海岛苦咸水反渗透淡化
