膜分离技术及其在水处理中的应用

　　摘 要：本文概述了膜分离技术在水处理中的应用,强调了微滤、纳滤、超滤和反渗透膜的区别及其应用。
　　关键词：膜分离;水处理;应用
　　中图分类号：TQ085+.4   文献标识码：A   文章编号：1006—7981(2010)21—0122—
　　膜工业崛起于本世纪60年代,短短30年的时间,形成了相当大的产业规模。膜分离技术以其节能、高效、环保和分子级过滤等特性,被广泛用于水处理过程中。如海水淡化,电厂锅炉供水脱盐,超纯水制备中,还有在处理电泳漆废水,电镀废水,纤维工业废水,造纸工业废水,含油脱脂废水等也发挥了不可估量的作用[1]。根据实际分离要求,可以采用不同形式的膜分离技术达到污水处理的目的,取得了较大的发展。
　　1. 微滤
　　微滤膜是历史上开发应用最早、使用最广泛的膜品种。微滤膜多为均质膜,具有比较整齐、均匀的多孔结构,孔径范围0.02~20μm。微孔滤膜可分为有机微孔滤膜和无机微孔滤膜。通常认为微孔滤膜的主要功能是用于分离液相或气相中大于0.05μm的微粒或物质。微滤可截留细菌、重金属及其他固体悬浮物。微滤膜在城市污水处理和工业废水处理中有重要的作用,常用于水的软化,水的脱色等净化处理[2]。
　2.超滤
　　超滤(UF)是一种能够将溶液进行净化、分离或浓缩的膜透过法分离技术,其过程是以膜孔径大小为标准的相关筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,用超滤膜为过滤介质,在一定压力下,只允许水、无机盐及小分子物质透过膜而阻止水中悬浮物、胶体等大分子物质通过,达到溶液分离的目的。常用的超滤膜为非对称膜,表面活性层孔径为1~50nm,截留物的相对分子量下限为6000其优点是产水水质稳定、自用水耗低、适应水质范围广、能有效除去大分子物质。缺点是投资大,折旧成本高。UF膜由于实现了国产化,价格已经大大降低,由于占地省,并易于实现自动控制,已经得到广范应用,多用于食品工业废水处理和纺织工业脱浆水的处理等,从水中除去大分子物质、细菌、热源等有害物质,并用于回收淀粉酶和聚乙烯醇。
　　3.反渗透
　　反渗透膜大多被作为复合膜,其最大优点为抗压密性较高和透水率较大[2]。世界上反渗透水处理装置的能力已达到每天数百万吨。现在采用反渗透膜淡化海水制取饮用水已成为最经济的手段[3]。2000年,在国家科技部重点科技攻关项目“日产千吨级反渗透海水淡化系统及工程技术开发”的支持下,1000t/d级的反渗透海水淡化示范工程先后在山东长岛、浙江嵊泗建成[4]。反渗透膜还应用于超纯水预处理、城市污水方面的处理,重金属废水、含油废水方面的处理。
　　4.纳滤
　　纳滤是近20年来在反渗透基础上发展起来的膜分离过程,是膜技术领域研究热点之一。纳滤(NF)膜是介于反渗透(RO)膜及超滤(UF)膜之间的一种新型分离膜,由于其具有纳米级(10~9m)的膜孔径、膜上多带电荷等结构特点,因而从性能角度讲,NF膜有两个基本特点;①其截留分子量在100到1000之间,并对二价及多价离子有很高的截留率;②其操作压力在0. 4到1.5MPa之间,低于RO膜。纳滤膜常用于水的软化,水的脱色等净化处理。
　　水作为一种战略资源正在得到前所未有的重视,国家发改委组织实施的《城市节水和海水利用高新技术产业化专项》从2004年开始分三年进行,国家发改委、科技部、商务部联合发布的2004年度《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》,也在新材料和资源综合利用领域把膜技术放到重要的位置。这些政策的出台必将对促进我国膜行业快速发展、整体水平的提高起到重大的作用。
　　参考文献
　　[1]李旭祥.分离膜制备与应用[M].北京:化学工业出版社,2004.
　　[2]蒋展鹏.环境工程学[M].北京:高等教育出版社,1992.
　　[3]许振良.污水处理膜分离技术的研究进展[J].净化技术,2000,(3):3~6.
　　[4]樊雄,张希建,沈炎章,等.山东长岛县反渗透海水淡化工程[J].水处理技术2003,29(1):41~43.