膜技术在水处理中的应用.pdf

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1、第1期(总第125期)中国市政工程No.1(SerialNo.125)2007年2月CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb.2007膜技术在水处理中的应用罗兆龙(广州市政技术开发公司,广东广州510060)摘要:介绍了反渗透(纳滤)膜、超滤膜、微滤膜技术的基本原理及其在饮用水处理中的应用。介绍了膜生物反应器的基本原理及其在废水、污水处理中的应用。关键词:水处理;反渗透;超滤;微滤;生物反应器中图分类号:TU991.2文献标识码:B文章编号:1004-4655(2007)01-0044-021反渗透膜在饮用水处理中的应用水会影响人体健康。因此，这种反渗透膜不适宜作1.1反渗透(

2、RO)的基本原理为水厂处理工艺。对透过的物质具有选择性的膜叫做半透膜。对不超低压反渗透膜较以上两种膜适合用于净水厂。能透过溶质而能透过溶剂的半透膜叫做理想半透膜。但这种膜对无机物的去除率很高，很多时候连一些在半透膜的两边放相同体积的稀溶液和浓溶液，稀对人体有益的钙、镁离子都过滤了，不利于饮用者溶液就会因为两边的浓度差不同而渗透到浓溶液一的健康，所以很多时候把过滤后的水再进行矿化，边，此过程称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液以添加人体所需要的矿物质。的液面就比稀溶液液面高出一定高度，这样就形成2超滤和微滤膜在饮用水处理中的应用了一个压差，称为渗透压。渗透压大小取决于溶液2.1超滤(UF)和微滤(

3、MF)的基本原理的性质，如种类、浓度和温度等，跟半透膜的性质超滤和微滤都是在静压差的推动力作用下进行液无关。如果此时在浓溶液一侧施加一个比渗透压大相分离过程，从原理上说并没什么本质上的差别，的压力，溶剂的渗透方向就会跟原来的方向相反，同为筛孔分离过程。在一定压力作用下，当含有高即从浓溶液侧向稀溶液侧流动，此现象称为反渗透。分子的溶质和低分子溶质的混合溶液流过膜表面时，目前,反渗透用得比较多的是溶解扩散模型和毛溶剂和小于膜孔的低分子溶质（如无机盐）透过膜，细管流动模型。其中，把反渗透膜的活性表皮层作成为渗透液被搜集；大于膜孔的高分子溶质（如有为致密无孔膜的溶解扩散模型更易被人接受和使用。机胶体）

4、则被膜截留而作为浓缩液回收。能截留分子量500以上、106以下分子的膜分离过程称为超1.2反渗透膜的应用早期工业应用的反渗透膜主要是按照海水或苦咸滤；只能截留更大分子（通常被称为分散颗粒）的水脱盐淡化的要求开发的，操作压力高达10.5MPa，膜分离过程称为微滤。水透过率<0.1m3/m3·h。反渗透膜的孔径仅10-11~浓差极化和膜污染对以压差为推动力的膜过程的10-10m，能从水溶液中除去0.3~1.2nm大小的溶质分分离效果和过程可靠性有极大影响，尤以对超滤和子，即可除去水溶液中除了氢离子、氢氧根离子外微滤的影响最大。的其他无机离子（高达98%）及低分子量有机物，浓差极化是由于膜的选择透过

5、性,被截留组分在因而，越来越多的人用反渗透法制取纯净、可口的膜料液侧表面累积，其浓度往往比料液主体浓度高饮水。得多，此时，膜渗透流率与操作压力无关，主要决反渗透膜可以分为:高压反渗透膜、低压反渗透定于边界层内的传质情况，即产生了浓差极化。膜、超低压反渗透膜。2.2超滤和微滤膜的应用高压和低压运行压力在1~10MPa,能耗大,而超滤、微滤技术可以有效去除颗粒状物质,包括且良好的截留性能将大多数无机离子（包括对人体微生物，如隐胞子虫、贾第虫、细菌和病毒。还可有益的无机离子）从水中去除，所以长期饮用这种通过一定程度地降低消毒副产物前体物浓度和限制消毒过程中氧化剂需求量来减少消毒副产物。但对收稿日期:

6、2006-07-13水中有机物的去除率很低，仅在20%以下。超滤和44中国市政工程罗兆龙:膜技术在水处理中的应用2007年第1期微滤的适用范围比较广,能够适用于处理不同的水在工业废水处理中,膜生物反应器对各种高浓度质量。有机废水与难降解废水的COD、NH3-N、SS、浊度3纳滤膜在饮用水处理中的应用等都达到良好的去除效果。在采用膜—厌氧生物反纳滤膜是反渗透膜中的另一种膜。纳滤、超滤和应器处理高浓度食品废水的研究中表明：COD负荷微滤在饮用水处理的应用中,各有优缺点。纳滤对有低于2kg/(m3·d)时，膜出水COD去除率在90％以上。机物有较好的去除效果，但是同时也过量地去除了采用膜生物反应器与

7、常规生物工艺处理巴西基酸对人体有益的无机物，不利于人的长期饮用，但随生产废水的对比研究也表明：膜生物反应器产泥量着纳滤膜工艺的改进，这个问题会进一步地得到解少，污泥活性高，能提高大分子难降解有机物的去决。相对来说，超滤和微滤对进水水质的要求低于除率。纳滤，适用水质范围较广，但缺点是对有机物的去与传统活性污泥法相比,膜生物反应器还具有污除率较低。因此，通常在净水厂的设计中都会采用泥产率低的特点。理论