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1、膜分离技术及其在废水处理中的应用摘要:膜分离技术作为一种能耗低、设备简单、操作方便和分离性能好的分离技术,正日益受到广泛的关注。本文综述了膜分离技术在废水处理中的应用进展。着重介绍了超滤、纳滤、乳化液膜及膜生物反应器等膜分离技术的特点及其在各种工业废水和生活废水处理中的应用。关键词:膜分离技术;超滤;纳滤;乳化液膜;膜生物反应器Abstract:Membraneseparationtechnologyisalowenergyconsumption,equipment,simple,convenientandgoodseparationperformances
2、separationtechnology,whichisarousingwidespreadattention.Inthispaper,theapplicationprogressofMembraneseparationtechnologyinwastewatertreatmentissummarized.AndmembraneseparationtechnologiessuchasUltra-filtration,Nano-Filtration,EmulsionLiquidMembraneandMembranebioreactorandtheirusage
3、sinvariousindustrialwastewateranddomesticwastewatertreatmentalsoareintroduced.Keywords:membraneseparationtechnology;Ultra-Filtration;Nano-Filtration;EmulsionLiquidMembrane;Membranebioreactor膜分离技术是在20世纪初出现,20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术(MembraneSeparationTechnology)以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某
4、种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。膜分离技术以其低能耗、高效率被认为是理想的分离技术之一。由于其兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。1.膜分离过程与膜分离技术1.1膜分离过程膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时,原
5、料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。不同的膜过程使用不同的膜,推动力也不同。目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)、膜生物反应器(MBR)等。1.2膜分离技术超滤(UF)、纳滤(NF)、乳化液膜(ELM)、膜生物反应器(MBR)这四大过程在技术上已经相当成熟,已有大规模的工业应用,形成了相当规模的产业,有许多商品化的产品可供不同用途使用。气体分离和渗透汽化是正在发展中的技术。其中气体分离相对较为成熟一些。目前已有工
6、业规模的气体分离体系是:空气中氧和氮的分离;合成氨厂中氨、氮、甲烷混合气中氢的分离;天然气中二氧化碳与甲烷的分离。渗透汽化是这些膜过程中唯一有相变的过程,在组件和过程设计中均有特殊的地方。它主要用于有机物/水、水/有机物、有机物/有机物分离,是最有希望取代某些高能耗的精馏技术的膜过程。20世纪80年代中期进入工业化应用阶段。下表是几种主要的膜分离过程。表1几种主要的膜分离过程膜过程传递机理推动力透过物膜类型微滤(MF)颗粒大小压力差水,溶剂,溶解物多孔膜Micr-Filtration超滤(UF)分子特性、大小、压力差水,溶剂,小分子非对称性膜UltraFil
7、tration形状钠滤(NF)离子大小及电荷压力差水,一价离子复合膜Nano-Filtration反渗透(RO)溶剂的扩散传递压力差水,溶剂非对称性膜,复合Reverse-Osmosis膜电渗析(ED)电解质离子的电位差电解质离子离子交换膜Electro_Dialysis选择性传递气体分离(GS)气体和蒸汽的扩压力差渗透性的气体或蒸汽均相膜,复合膜,Gas2Separation散渗透非对称性膜渗透蒸发(PV)选择性传递压力差易渗透的溶剂或溶质均相膜,复合膜,PerVaporation非对称性膜1.3膜分离技术处理废水的基本原理利用水溶液(原水)中的水分子具有
8、透过分离膜的能力,而溶质或其他杂质不能透过分离膜,在