膜技术在水处理中的应用

膜技术在水处理中的应用

篇章结构

概述 正文 研究进展 现状及应用 趋势及主要问题 结论

概述

膜分离是一种在某种驱动力的作用下，利 用特定膜材料的透过性能，实现对水中的 离子、分子和杂质分离的技术。 主要分为反渗透(简称RO)、纳滤(简称NF)、 微孔过滤(简称MF)、超滤(简称UF)和电渗析 (简称ED)、渗透蒸发(简称PV)、液膜分离(简 称LM)等。 与传统的分离过程相比有着不可比拟的特 点和优越性。

研究进展

现状及应用

微滤 超滤 反渗透 纳滤

微滤

利用酶可以与特定病毒相结合的特点，根据电流强 度与病毒数量成正比的原理, Soussan等开发了一种 新的在线检测MF过程中病毒数量的方法。通过这种 新的检测方法发现,膜过滤过程中跨膜压差的波动会 引起病毒截留率的变化。 由于常规的澄清、过滤设备用作反渗透预处理时， 占地面积大、出水水质差且不稳定，本身又需要较 复杂的预处理系统，沙中魁等设计将微滤膜和微滤 技术用于反渗透的预处理，不仅提高了其进水水质， 更延长了反渗透膜的适用寿命。 Oh等将吸附技术作为预处理过程与MF膜联合应用 处理河水中存在的有机物和病毒，所用的吸附剂为 粉末活性炭(PAC),MF膜为陶瓷膜，孔径为0.45μm。 试验结果表明，PAC有效的吸附了水中的有机物， 后续的MF膜截留了以PAC为核心的颗粒，水中的有 机物得以去除。

超滤

Park等研究了饮用水处理过程中混凝对后续UF的影 响，并建议根据原水的特点选取合适的膜，并投加 适量的混凝剂，可以有效去除原水中的胶体物质和 有害污染物。对于实际水厂，Park等建议使用自动 控制投加混凝剂装置。 Huck等研究了不同的空床接触时间(5、10、15 min) 对后续UF的影响。试验结果表明，延长空床接触时 间能降低原水中的浊度，使UF膜的不可逆污染减轻 [7]。李圭白等提出了以超滤为核心技术的第三代城 市饮用水净化工艺，即以第Ⅲ类水源水为原水，先 经过安全预氧化(或强化混凝、沉淀),再经过生 物活性炭或超滤，最后经过安全消毒，获得优质饮 用水。 李霞以某污水处理厂二级处理出水为回用水源，采 用曝气生物滤池(BAF)和超滤(UF)相结合的工艺对其 进行深度处理，结果表明：该组合工艺能有效去除 城市二级处理出水中的浊度和氨氮，平均去除率均 可达到95%以上，出水水质满足电厂循环冷却水补 给水的要求。

反渗透

目前MBR/UF-RO膜技术的主要瓶颈在于运 行能耗和膜污染问题，Oda等对长期运行的 MBR-RO膜系统进行工艺优化，将HRT从8d 缩至5d,并适当降低膜池污泥浓度，

结果 发现MBR的出水水质未有明显的变化，对 后续的RO工艺段也没有影响。 陶若虹等在回顾以往的研究中发现，胶体 颗粒的富集和无机物的结晶都可以导致反 渗透膜的污染，采用牛血清蛋白(BSA)和海 藻酸钠代表反渗透进水中的蛋白质和多糖， 发现膜面污染层非常密实，在溶液中化学 成分的作用下，有机物和其络合物沉积在 膜面，形成厚密的凝胶层，引发了严重的 膜污染。

纳滤

由于NF膜的能耗比RO膜的低，Amy等考察了在 降低能耗而不影响截留效果的情况下，是否可 以用NF膜代替RO膜去除水中微量有机物。 楼民等对纳滤膜处理地下水、地表水和工业废 水的最新研究应用进展进行了较为全面的综述， 并指出对纳滤分离机理的进一步探究、新型纳 滤膜开发及其性能的预测和表征等是今后人们 对纳滤技术的研究重点。 考虑到垃圾渗滤液的处理，赵群英等设计以生 化处理为主的处理工艺，经实践证明处理效果 稳定可靠，纳滤反应器使出水COD浓度大幅度 降低。

趋势及主要问题

存在问题 研究热点及趋势

问题

耐久性以及使用寿命问题 无机膜的制造和应用成本高 膜容易受污染和堵塞

热点

A研制为某一特定分离过程而设计的膜材料 B膜过程的分离能力、经济效益和分离的安 全性 C降低膜过程的操作费并延长膜的使用寿命 D膜技术和其他处理技术联合使用

结论

是减缓资源、能源消耗，保护环境的一项 重要的新技术 提高膜技术的性价比

谢谢