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1、題目:膜與膜集成技術(shù)在水處理中的應(yīng)用目錄 TOC o 1-5 h z 1引言 22膜技術(shù) 2超濾膜技術(shù) 2 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 納濾膜技術(shù) 3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 膜分離技術(shù) 4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 膜分離技術(shù)分類 4 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 膜分離的基本工藝原理 5 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 膜
2、分離的基本工藝流程 5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 3膜集成技術(shù)及應(yīng)用 6 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document MF與RO#成技術(shù)的應(yīng)用 7 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document UF與RO#成技術(shù)的應(yīng)用 8MBR與RO#成技術(shù)的應(yīng)用 94結(jié)論與展望 10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 參考文獻(xiàn) 101引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,水資源的日趨短缺和污染已成為我們面臨的重大問題。因此在節(jié)約用水的
3、同時(shí),需開發(fā)新的水資源, 如污水再資源化等勢(shì)在必行。而目前采用膜分離技術(shù)進(jìn)行污水再資源化是最經(jīng)濟(jì)而又清潔的方法。膜分離技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)50年代出現(xiàn),憑借分離效率高,能耗低,操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),已在各個(gè)行業(yè)的水處理領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。特別是在城市污水處理和相關(guān)回用技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用過程中,無疑已成為一支重要的力量,被稱為“二十一世紀(jì)的水處理技術(shù)”。水回用的內(nèi)容十分廣泛,工藝方法較為復(fù)雜,尤其工業(yè)廢 水,部門行業(yè)龐雜,水質(zhì)千變?nèi)f化,污水水質(zhì)與回用指標(biāo)也不盡相同,任何單元技術(shù)都難以達(dá)到回用指標(biāo),單一的膜處理技術(shù)往往達(dá)不到理想的效果。所以目前人們將更多的注意力放 在了膜集成技術(shù)的研究上,以期達(dá)到更好的水處理效
4、果。2膜技術(shù)膜是具有選擇性分離功能的材料1。利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級(jí),依據(jù)其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據(jù) 材料的不同可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜,無機(jī)膜主要還只有微濾級(jí)別的膜,主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醛碉、聚氟聚合物等等。根據(jù)推動(dòng)力的不同,膜分離有下列幾種:濃度差造成的擴(kuò)散滲析,電位差導(dǎo)致的電滲析 , 壓力差導(dǎo)致白反滲透 (R
5、O, reverse osmosis) 、納濾(NF, nanofiltration) 、超濾(UF, ultrafiltration) 、微濾(MF, microfiltration) 。超濾膜技術(shù)采用超濾膜以壓力差為推動(dòng)力的膜過濾方法為超濾膜過濾。超濾膜大多由醋酯纖 維或與其性能類似的高分子材料制得。最適于處理溶液中溶質(zhì)的分離和增濃,也常用 于其他分離技術(shù)難以完成的膠狀懸浮液的分離,其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。超濾膜技術(shù)既 可除去水中病菌、病毒、熱源、膠體、CO*有害物質(zhì),又可透析對(duì)人體有益的無機(jī)鹽,已廣泛應(yīng)用于牛奶脫脂、果汁濃縮、黃酒純化、白酒陳化、啤酒除菌、味精提純、蔗糠脫色、氨基酸濃縮、醬
6、油除菌等生產(chǎn)中,而且還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療針劑水、輸液水、洗瓶水、外科手 術(shù)洗潔水的制備。因其克服了蒸儲(chǔ)水中含有細(xì)菌尸體的缺點(diǎn),且具有生物活性,所以更有利于病人恢復(fù)健康而備受醫(yī)學(xué)界推崇。富氧膜以其分離氣體的特殊功能,產(chǎn)生富氧空氣,目前廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、養(yǎng)魚場(chǎng)、工業(yè)發(fā)酵與氧化等場(chǎng)所,尤其在高山缺氧地區(qū)特別需要。常見的超濾膜組件見下圖 1。圖1超濾膜組件納濾膜技術(shù)納濾膜技術(shù)是一種濃縮提純技術(shù),濃縮提純工藝上主要采用截留分子量在100-1000Da的納濾膜。納濾膜對(duì)二價(jià)離子,功能性糖類,小分子色素,多肽,頭抱菌素等物質(zhì)的截留性 高于98%而對(duì)一些單價(jià)離子, 小分子酸堿,醇等有30-50%的透過性能,常用于溶
7、質(zhì)的分級(jí), 溶液中低分子物質(zhì)的洗脫和離子組分的調(diào)整,溶液體系的濃縮等流體物質(zhì)的分離,精制,濃縮,脫鹽等工藝過程中。 比如結(jié)晶母液的回收,樹脂解析液的濃縮,熱敏性物質(zhì)的濃縮純化 等。納濾膜分離技術(shù)常被用于取代傳統(tǒng)的冷凍干燥,薄膜蒸發(fā),離子交換除鹽,樹脂工藝濃縮,中和等工藝過程。濃縮提出技術(shù)可采用的膜組件主要有: 卷式膜,管式膜,中空纖維膜。 納濾膜組件見下圖 2.圖2.納濾膜組件采用納濾膜分離技術(shù)濃縮提純的優(yōu)點(diǎn)2:(1)濃縮純化過程在常溫下進(jìn)行,無相變,無化學(xué)反應(yīng),不帶入其他雜質(zhì)及造成產(chǎn)品的分 解變性,特別適合于熱敏性物質(zhì)。(2)可脫除產(chǎn)品的鹽分,減少產(chǎn)品灰分,提高產(chǎn)品純度,相對(duì)于溶劑脫鹽,不僅
8、產(chǎn)品品質(zhì)更好,且收率還能有所提高。(3)工藝過程收率高,損失少 。(4)可回收溶液中的酸,堿,醇等有效物質(zhì),實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用(5)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介緊湊,占地面積小,能耗低(6)操作簡(jiǎn)便,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè),穩(wěn)定性好,維護(hù)方便。2.3膜分離技術(shù)2.3,1膜分離技術(shù)分類膜分離是借助于膜在某種推動(dòng)力的作用下利用流體中各組分對(duì)膜的滲透速率的差別而 實(shí)現(xiàn)組分分離的過程。目前常見的膜分離過程可分為以下幾種:微濾、超濾、納濾、反滲透和電滲析等膜技術(shù)具有分離效率高、能耗低、無相變、操作簡(jiǎn)便、無二次污染、分離產(chǎn)物易于回收、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。 在水處理領(lǐng)域具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢(shì),是現(xiàn)代分離技術(shù)中一種效率較高的分離手段在
9、環(huán)境過程中膜分離技術(shù)以其獨(dú)特的作用而被廣泛用于水的凈化與純 化過程中3。(1)微濾微濾(MF)又稱微孔過濾,它屬于精密過濾,其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材 質(zhì)分為有機(jī)和無機(jī)兩大類,有機(jī)聚合物有醋酸纖維素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚碉、聚酰胺等。 無機(jī)膜材料有陶瓷和金屬等。鑒于微孔濾膜的分離特征,微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相 和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物,以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。對(duì)于微濾而言,膜的截留特性是以膜的孔徑來表征,通??讖椒秶?,11微米,故微濾膜能對(duì)大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離??勺鳛橐话懔弦旱某吻?、保安過濾、空氣除菌。(2)超濾超濾(UF)是介于微濾和納濾之間
10、的一種膜過程,膜孔徑在0.05um至1000um分子量之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù), 超濾過程通??梢岳斫獬膳c膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力,以超濾膜為過濾介質(zhì), 在一定達(dá)到溶液的凈化、通常截留分子量 、膠體、懸浮固體的壓力下,當(dāng)水流過膜表面時(shí),只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過, 分離、濃縮的目的。達(dá)到溶液的凈化、通常截留分子量 、膠體、懸浮固體對(duì)于超濾而言,膜的截留特性是以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量來表征, 范圍在1000300000Da,故超濾膜能對(duì)大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、細(xì)菌) 等進(jìn)行分離,廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、
11、除熱源。(3)納濾納濾(NF)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù),孔徑為幾納米,因此稱納濾?;诩{濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性,其在制藥、生物化工、食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的基于納濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性,其在制藥、生物化工、食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。根據(jù)納濾膜的分離特性和納濾處理前后水樣的電導(dǎo)率分析,納濾膜對(duì)二價(jià)金屬離子如鈣鎂等離子的去除率很高,處理后水中重金屬離子含量完全達(dá)到健康飲用水標(biāo)準(zhǔn)3對(duì)于納濾而言,膜的截留特性是以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)NaCl、MgSG CaCb溶液的截留率來表征,通常截留率范圍在6090%相應(yīng)截留分子量范圍在1001000Da,故納濾膜能對(duì)小分子有機(jī)物等與水、無機(jī)鹽進(jìn)行
12、分離,實(shí)現(xiàn)脫鹽與濃縮的同時(shí)進(jìn)行。(4)反滲透反滲透(R。是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性,以膜兩側(cè)靜壓為推動(dòng)力,而實(shí)現(xiàn)的對(duì)液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運(yùn)行成本低、無污染、操作方便運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn),而成為海水和苦咸水淡化,以及純水制備的最節(jié)能、最簡(jiǎn)便的技術(shù).目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業(yè)。反滲透技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)中首選的水處理技術(shù)。反滲透的截留對(duì)象是所有的離子 ,僅讓水透過膜,對(duì)NaCl的截留率在98姒上,出水為 無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠
13、體粒子、發(fā)熱物質(zhì),也即 能截留所有的離子,在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理如垃圾滲濾液 方面4反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛。膜分離的基本工藝原理膜分離的基本原理:在一個(gè)容器中 ,用膜把它隔成兩部分,膜的兩側(cè)是濃度不同的溶液, 通常小分子的溶劑透過膜向稀溶液側(cè)移動(dòng)。水分、小分子溶質(zhì)移動(dòng)為滲析,僅水分為滲透。見下圖3。在過濾過程中料液通過泵的加壓,料液以一定流速沿著濾膜的表面流過,大于膜截留分子量的物質(zhì)分子不透過膜流回料罐,小于膜截留分子量的物質(zhì)或分子透過膜,形成透析液。故膜系統(tǒng)都有兩個(gè)出口,一是回流液(濃縮液)出口,另一是透析液出口。在單位時(shí) 間(Hr)單位膜面積(m2)透析液流出的量
14、(L)稱為膜通量(LMH,即過濾速度。影響膜 通量的因素有:溫度、壓力、固含量( TDS、離子濃度、黏度等。相1相1相?圖3膜分離的基本原理膜分離的基本工藝流程隨著膜技術(shù)的不斷發(fā)展, 膜技術(shù)在很多發(fā)面得到廣泛的應(yīng)用,如電力、電子、化工醫(yī)藥、輕工、生物、食品飲料、市政、環(huán)保等行業(yè)。由于膜分離過程是一種純物理過程,具有無相 變化,節(jié)能、體積小、可拆分等特點(diǎn),使膜廣泛應(yīng)用在發(fā)酵、制藥、植物提取、化工、水處 理工藝過程及環(huán)保行業(yè)中。對(duì)不同組成的有機(jī)物,根據(jù)有機(jī)物的分子量,選擇不同的膜,選擇合適的膜工藝,從而達(dá)到最好的膜通量和截留率,進(jìn)而提高生產(chǎn)收率、減少投資規(guī)模和運(yùn)行成本。膜分離技術(shù)流程見下圖4。提升
15、泵生產(chǎn)度水 f I韁沖池|百二浮裝lf |桂水池|旦,I水解激化池 Lu浮渣也律 K - 4.啊3 f配都十性避至化池I I , I 卜氣 泥餅外運(yùn)一|污泥脫水壓濾機(jī)達(dá)標(biāo)排放鼓風(fēng)機(jī)圖4膜分離技術(shù)流程3膜集成技術(shù)及應(yīng)用作為一種新型的分離技術(shù),膜分離技術(shù)既能對(duì)廢水進(jìn)行有效的凈化,又能回收一些有用物質(zhì),同時(shí)具有節(jié)能、無相變、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn),因此在水處理中得到了廣泛 的應(yīng)用并顯示了廣闊的發(fā)展前景。據(jù)估計(jì),2000年膜技術(shù)的世界市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)近20億美元的銷售額。但由于工業(yè)廢水往往含有酸、堿、油等物質(zhì) ,成分復(fù)雜,處理?xiàng)l件比較苛刻, 單一的膜處理技術(shù)往往達(dá)不到理想的效果。所以目前人們將更多的注意
16、力放在了膜集成技術(shù)的研究上,以期達(dá)到更好的水處理效果。無論工業(yè)廢水還是生活污水回用,主要去除對(duì)象是懸浮顆粒物 (SS)、有機(jī)物(COD/BO以氮磷化合物(N/P)、陰/陽離子、鹽類和細(xì)菌病毒等五大類污染物質(zhì),目前普遍采用的單元 處理技術(shù)方法主要有物化和生化兩類三種方法組合集成:即混凝(氣?。┏恋韱卧夹g(shù)、生物濾池(氧化)法和過濾消毒單元技術(shù),其它一些方法和技術(shù)則根據(jù)待處理水質(zhì)狀況與回用 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而加以應(yīng)用。傳統(tǒng)的污水處理廠主要是以活性污泥法和沉淀池進(jìn)行污水處理,它們已在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。然而,這種污水處理工藝的問題在于出水水質(zhì)的SS偏高,并且易發(fā)生污泥膨脹,不能保證出水水質(zhì)的穩(wěn)定。因?yàn)閲?guó)家
17、對(duì)污水處理回用的水質(zhì)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),所以生物處理過的污水不能被直接再利用,同時(shí)還存在維護(hù)困難和占地面積較大的問題。因此為了改善和提高污水處理的功效,利用膜生物反應(yīng)器技術(shù)將污水生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合,先用生化技術(shù)降解水中的有機(jī)物,然后利用膜技術(shù)過濾懸浮物和溶解性大分子物質(zhì),去除細(xì)菌和病毒,降低濁度,達(dá)到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。目前的集成膜技術(shù)多是將超濾 7、微濾8、納濾、MBRT反滲透(RO結(jié)合使用,形 成能夠滿足各種回用目的的污水深度處理及海水淡化工藝。超濾、微濾可以作為獨(dú)立的高級(jí)三級(jí)處理方法,也是反滲透過程理想的預(yù)處理工藝。超濾、微濾單元代替了復(fù)雜的傳統(tǒng)預(yù)處 理工藝,而且出水品質(zhì)遠(yuǎn)高于三級(jí)出水
18、指標(biāo)。不但完全可以去除污水中的細(xì)菌和懸浮物,對(duì)COD BODtk有一定的去除效果,滿足后續(xù)反滲透膜的進(jìn)水水質(zhì)要求 ,減緩了反滲透膜的污染 其清洗周期由采用傳統(tǒng)預(yù)處理工藝的3-4周增加到半年以上。而且膜集成污水再生工藝具有系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)少、占地小、化學(xué)品用量少、流程簡(jiǎn)單和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),具備很好的應(yīng)用前景。3.1 MF與RO集成技術(shù)的應(yīng)用微濾與反滲透配合使用用于污水的再生處理,已經(jīng)在20世紀(jì)90年代初期成功實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,成為有代表性的集成膜過程工藝 ,即所謂MF+ RCM膜過程。范正虹等10以微絮凝和 微濾作為反滲透的預(yù)處理工藝 ,采用連續(xù)流微濾-反滲透集成膜工藝(圖5)深度處理城市污 水廠二
19、級(jí)生物處理出水。結(jié)果表明,投加氯化鐵對(duì)微濾膜污染具有更好的控制效果;微濾出水濁度 0.5 NTU, TOC 的去除率為50%左右,對(duì)UV 260的去除率30%反滲透出水 T OC 為0.87-2.11 mg/L, 對(duì)其去除率 90%。U V 260值穩(wěn)定在 0.02 以下,對(duì)其去除率92% 保 證了出水水質(zhì)。紫凝劑 NaHCO, NaClO原水二因應(yīng)布墨劈 叵百回 一出水圖5連續(xù)微濾-反滲透集成膜工藝東麗公司成功地開發(fā)了低污染反滲透膜和中空絲超濾/微濾(UF/MF)膜來進(jìn)行污水再生處理,同時(shí)也開發(fā)了浸沒式平板膜生物反應(yīng)器(MBR,有效地進(jìn)行污水的深度處理”。東麗超濾/微濾(UF/MF)膜與低污
20、染反滲透(RO膜組合的污水處理回用技術(shù)東麗公司將傳統(tǒng)的 污水處理廠活性污泥生物法處理過的二沉池出水,通過超濾/微濾膜來去除懸浮的固體,再利用反滲透膜來去除溶解性有機(jī)物和離子,達(dá)到回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。見圖6。圖6常規(guī)的污水處理排放和東麗膜法污水處理回用系統(tǒng)超濾/微濾技術(shù)中超濾能夠分離溶解性的高分子物質(zhì),微濾能夠分離所有懸浮微粒。在污水處理過程中,UF和MF膜都被用來去除污水中的懸浮固體、細(xì)菌和病毒等。超濾和微濾 過程也可以單獨(dú)作為三級(jí)處理,生產(chǎn)高質(zhì)量的回用中水。由于原水水質(zhì)的惡劣, 為了去除水體中病原體和彳粒物質(zhì),UF/MF膜必須經(jīng)受高流速水的沖擊,以及頻繁的物理和化學(xué)清洗。這就要求UF/MF膜必
21、須具有較高的物理強(qiáng)度和良好的抗化學(xué)侵蝕能力。為了達(dá)到這些要求,東麗公司一直進(jìn)行新型膜的研究與開發(fā),并已成功發(fā)明了新型聚 偏二氟乙烯(PVDF)中空纖維微濾膜。這種膜的抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng),尤其對(duì)酸、氟和氧化物的侵 蝕都有很好的抵抗能力;而且具有更高的水通量,更強(qiáng)的抗阻塞能力以及更好的物理強(qiáng)度。 東麗中空纖維微濾膜具有以下特點(diǎn):膜材質(zhì)具有良好的耐化學(xué)腐蝕性;膜結(jié)構(gòu)具有不對(duì)稱型微觀結(jié)構(gòu)形態(tài);膜表面細(xì)孔徑的平均值小于0.02 m且孔徑的分布均勻而密集。即使在長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)氧化劑中浸泡后,膜材質(zhì)的延展性和強(qiáng)度依然沒有改變。由于新型的MF膜和低污染RO膜組件的優(yōu)越性能,使得它們?cè)谖⑽廴舅此膬艋统?市污水回用
22、處理項(xiàng)目上得到廣泛的應(yīng)用。在某污水廠的試驗(yàn)運(yùn)行期間,采用絮凝+膜過濾工藝,原水的濁度為1.61-10.93NTU ,投加的絮凝劑聚鋁為5mg/L ,微濾出水的濁度為0-0.45NTU ,平均濁度僅為 0.05NTU。在裝置運(yùn)行的大部分時(shí)間里,出水濁度接近于0。這是由于MF膜的孔徑較小,僅為0.02科3在投加少量絮凝劑情況下,MF膜即可截留水中幾乎全部的膠體和懸浮顆粒物。有機(jī)物在原水中的種類繁多,其成分也非常復(fù)雜,TOC是反映水體中有機(jī)物濃度的綜合指標(biāo),代表了水中有機(jī)物的總量。在微濾過程中,懸浮態(tài)有機(jī)物的去除主要依靠膜孔的篩濾作用,而溶解性有機(jī)物質(zhì)的去除則主要通過在膜表面的沉積和吸附作 用完成。
23、在反滲透過程中,由于膜的孔徑更為細(xì)小,有機(jī)物和大部分鹽類基本上依靠膜的截留作用去除。試驗(yàn)運(yùn)行期間,原水中TOC的含量為13.31-24.96mg/L ,波動(dòng)較大,結(jié)果微濾出水中TOC勺濃度也出現(xiàn)較大波動(dòng); 而反滲透產(chǎn)水中的 TOC基本穩(wěn)定,其去除率在90%A上。 為了驗(yàn)證MF膜處理水對(duì)RO膜的影響,直接用 MF膜來過濾二沉池出水,然后分別利用低污 染RO膜和普通RO膜進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)的結(jié)果,MF膜過濾水通過普通 RO膜時(shí),由于受溶解性有機(jī)物及生物污染影響,運(yùn)行一天后水滲透性下降到最初的60%而低污染反 RO膜的滲透性下降要比普通 RO!小得多而且運(yùn)行穩(wěn)定。U F與RO集成技術(shù)的應(yīng)用超濾作為反滲透
24、的預(yù)處理是近期發(fā)展起來的很有潛力的應(yīng)用,特別是對(duì)于地表水、廢水或海水作為原水水源的高污染系統(tǒng)尤其合適。超濾出水SDI值一般在0. 2到1,濁度在1NTU以下,且水質(zhì)非常穩(wěn)定,不受原水水質(zhì)變化的影響。與多介質(zhì)過濾器等傳統(tǒng)預(yù)處理技術(shù)相 比,超濾作為反滲透預(yù)處理具有多方面的優(yōu)勢(shì)12 :(1)超濾能很好地阻擋膠體,濾過水SDI和濁度都遠(yuǎn)較傳統(tǒng)預(yù)處理方法低。大大降低 了膠體對(duì)反滲透膜的污染,使反滲透的清洗周期大大延長(zhǎng)。(2)超濾對(duì)有機(jī)物的截留效果明顯,可以有效減少反滲透膜的有機(jī)物污染。(3)超濾出水水質(zhì)更穩(wěn)定,不受原水水質(zhì)變化的影響。(4)相比傳統(tǒng)的過濾工藝,超濾系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定。(5)超濾設(shè)備占地面
25、積小,對(duì)大型系統(tǒng)僅約為傳統(tǒng)過濾器的五分之一。(6)超濾的運(yùn)行費(fèi)用具有競(jìng)爭(zhēng)力,很多系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)工藝低。海水超濾預(yù)處理技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的膜法預(yù)處理技術(shù),主要用于海水反滲透(SWRO)的預(yù)處理過程,該過程克服了反滲透?jìng)鹘y(tǒng)預(yù)處理工藝出水水質(zhì)不穩(wěn)定、膠體和溶解有機(jī)物去除效果差以及使用多種化學(xué)試劑等諸多缺點(diǎn)和不足,具有廣闊的應(yīng)用前景。在反滲透海水淡化工程中,預(yù)處理是一個(gè)必不可少的步驟.預(yù)處理的目的是除去原水中的懸浮固體、微生物和細(xì)菌,調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值和水溫,防止金屬氧化物和微溶鹽的沉淀等阿,使進(jìn)水達(dá)到反滲透進(jìn)水要求。反滲透海水淡化常規(guī)預(yù)處理方法有加氯殺菌、在線凝聚和絮凝、多介質(zhì)過濾、加酸調(diào)節(jié)pH值
26、、加防垢劑和還原劑、保安過濾等。傳統(tǒng)預(yù)處理中的多介質(zhì)過濾器和筒式過濾 器并不能完全去除膠體和懸浮物質(zhì),出水水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)的,另外傳統(tǒng)的加藥處理方式會(huì)對(duì)反滲透膜和環(huán)境造成污染 阿。為了減輕超濾組件工作負(fù)荷 ,減少膜的沖洗和清洗頻率 ,延長(zhǎng) 膜使用壽命,超濾組件前設(shè)置了斜板沉降系統(tǒng)和砂濾過濾器,以降低超濾進(jìn)水的濁度和污染程度。由于超濾對(duì)小分子的有機(jī)物去除率低,所以超濾出水又經(jīng)碳濾,以吸附小分子的有機(jī)物。預(yù)處理工藝流程如圖7所示。莊底系落圖7預(yù)處理工藝流程MBR和RO膜相結(jié)合東麗公司采用浸沒式平板膜生物反應(yīng)器與RO集成技術(shù)用于污水回用技術(shù)。東麗公司的MbR1廣泛應(yīng)用于高濃度污水的達(dá)標(biāo)排放、中水再利用
27、和RO前處理等領(lǐng)域。相對(duì)于傳統(tǒng)的活性污泥法,它采用了膜分離來取代沉淀池的固液分離,能維持高濃度的活性污泥,去除懸浮顆粒,達(dá)到污水深度處理并回用的目的。采用東麗公司 MBR勺污水回用系統(tǒng),除了能維持高濃度的活性污泥的特點(diǎn)外,其運(yùn)行壓力低,抗污堵能力強(qiáng),處理水能滿足各種中水回用的要 求,是社會(huì)發(fā)展所急需的水資源再生應(yīng)用技術(shù)。東麗公司開發(fā)的MB港口低?虧染RO膜相結(jié)合的污水回用系統(tǒng),首先是利用生物反應(yīng)和新型的平板微濾膜分離技術(shù),去除水中微小有機(jī)顆粒,并利用RO膜進(jìn)一步去除溶解的有機(jī)物和離子,達(dá)到污水再生回用標(biāo)準(zhǔn)。見下圖8。祝生物反也幫圖8東麗MBRF口低?虧染RO膜相結(jié)合的污水回用系統(tǒng) 為了使它具有
28、較高的物理強(qiáng)度和良好的抗化學(xué)侵蝕的能力,東麗公司選用了聚偏二氟乙烯(PVDF作膜材質(zhì)。東麗 MBR!組件中微濾膜白平均孔徑為0.08微米,可以截留水中大于0.1微米的顆粒,達(dá)到更好的出水水質(zhì)。 用聚苯乙烯乳膠測(cè)試微濾膜排斥性能,結(jié)果對(duì)于0.088微米的微濾粒子排斥率大于 90%這表明幾乎所有的微粒物質(zhì)都不能通過膜滲透出來。 通過膜的孔徑大小及分布特性測(cè)試,膜表面上孔的直徑細(xì)小而均勻,這使得膜不僅能生產(chǎn)高質(zhì)量的再生水 ,而且可以有效地防止細(xì)孔的污堵,獲得更高的產(chǎn)水通量,純水通量為1.44m3/m2/h(10kPa , 25C)。2005年5月至2006年3月,東麗公司和清華大學(xué)環(huán)境系在北京 就奧
29、運(yùn)會(huì)設(shè)施污水再資源化的技術(shù)問題進(jìn)行了共同研究,采用東麗MBR低污染RO膜處理系統(tǒng),進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和研究,獲得了很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為MBR低污染RO膜相結(jié)合的污水再資源化處理系統(tǒng)在中國(guó)市場(chǎng)的應(yīng)用和推廣積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。4結(jié)論在水資源不足,大力提倡節(jié)水的社會(huì)環(huán)境中,這種社會(huì)急需的利用膜法進(jìn)行污水深度處 理回用技術(shù)已經(jīng)受到人們的廣泛重視。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入既高度分化又高度集成的歷史時(shí)期。對(duì)于化工分離技術(shù),很多單元操作已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)極至的程度。面對(duì)新出現(xiàn)的更多、更復(fù)雜的分離任務(wù), 需要將多項(xiàng)單元操作過程有機(jī)集成,相互配合,最大程度地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),從而達(dá)到高效的分離效果。 此即為集成分離過程。 這種集成膜法污水回用技術(shù)必將成 為水資源再生領(lǐng)域的一項(xiàng)新型有效的水處理技術(shù)。膜產(chǎn)品未來發(fā)展是多元化趨勢(shì),包括工藝、技術(shù)多元化,來滿足市場(chǎng)細(xì)分需求,另外提供一體化解決方案。參考文獻(xiàn)1時(shí)均,袁權(quán),高從錯(cuò).膜技術(shù)手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:247-332.2邵剛.膜法水處理技術(shù)及工程實(shí)例.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20023
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