先進的膜法水處理技術

先進的膜法水處理技術第一頁，共二十七頁，2022年，8月28日

世界13個貧水國之一；人均占有水量為世界人均水平的四分之一；人均占有水量居世界149個國家的第110位；到2020年我國將缺水300多億m3；

2030年中國工業(yè)用水將從每年520億m3增加到

2690億m3，屆時水資源的短缺將更加嚴重。

水資源嚴重短缺，工業(yè)用水浪費問題嚴重、

耗水量大；加工噸油的水消耗量是發(fā)達國家的近5倍；加工噸鋼鐵的水消耗量是發(fā)達國家的4-5倍；工業(yè)水的重復利用率低，一般只有50％，落后美國、日本30年。中國水資源狀況第二頁，共二十七頁，2022年，8月28日針對我水資源缺少的問題，將非傳統(tǒng)水資源再次利用起來就顯得尤為重要了。怎么辦？第三頁，共二十七頁，2022年，8月28日尋找新的可利用非傳統(tǒng)水資源（工業(yè)污水、市政污水；循環(huán)排污水、海水等）;最為可行的途徑是實現(xiàn)污水回用。非傳統(tǒng)水資源第四頁，共二十七頁，2022年，8月28日非傳統(tǒng)水資源的回用途徑循環(huán)排污水、工業(yè)廢水、海水、市政污水回用為工業(yè)純水保護反滲透膜，延長反滲透膜的壽命超濾進一步去除97%的無機離子、硅、有機物反滲透去除剩余離子、硅等，滿足鍋爐補給水要求EDI第五頁，共二十七頁，2022年，8月28日超濾膜UltrafiltrationEDI膜Electrodeionization原水脫鹽膜RO工業(yè)高純水1、模塊化組合，高效、緊湊，占地少。2、模塊化設計簡便，自控簡單。3、模塊化，土建安裝簡單。4、膜分離技術效率更高，水質更好。5、物理分離過程，無酸堿，環(huán)保，工作環(huán)境好。非傳統(tǒng)水資源的回用途徑第六頁，共二十七頁，2022年，8月28日先進的膜法水處理技術

一、膜技術的發(fā)展第七頁，共二十七頁，2022年，8月28日1950年朱達制成具有實用價值的離子交換膜；1953年美國里德教授在OWS開始反滲透的研究；1961年美國Hevens公司首先推出管式膜組件制造法；1964年美國通用原子公司研制出螺旋式反滲透組件；1967年美國杜邦公司研究出尼龍-66中孔纖維膜組件；1968年美籍華人黎念之研制成具有實用價值的乳化液膜；1970年E.卡斯勃爾研制成含流動載體的液膜，使膜技術提高到創(chuàng)新水平[1]。1748年法國阿貝、諾倫特首次揭示了膜分離技術現(xiàn)象；1863年杜不福特制成第一個膜滲析器，開始膜分離技術新紀元；第八頁，共二十七頁，2022年，8月28日膜技術的發(fā)展在我國，1965年開始反滲透的研究，1975年開始超濾研究，至今已走過40多年歷程，與國際基本同步，成為僅次于歐美、日本的膜技術大國。20世紀80年代中期，美國杜邦集團，法國利昂水務，德利滿集團把微濾膜、超濾膜（UF）、納濾膜(NF)、高超濾膜(HUF)、低超濾膜(LUF)等技術應用到自來水廠處理飲用水；HUFNFUF第九頁，共二十七頁，2022年，8月28日二、膜分離技術的基本原理和特點

(1)根據(jù)混合物物理性質的不同——主要是質量、體積大小和幾何形態(tài)差異,用過篩的辦法將其分離。(2)根據(jù)混合物的不同化學性質。物質通過分離膜的速度取決于以下兩個步驟的速度,首先是從膜表面接觸的混合物中進入膜內的速度(稱溶解速度),其次是進入膜內后從膜的表面擴散到膜的另一表面的速度。二者之和為總速度。總速度愈大,透過膜所需的時間愈短;總速度愈小,透過時間愈久。第十頁，共二十七頁，2022年，8月28日三、膜技術1.超濾2.納濾工業(yè)廢水城市污水重金屬廢水造紙廢水化工廢水第十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日超濾膜在廢水處理中的應用第十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日

用超濾膜技術處理清洗車床、設備等含油污水，顏色為乳白色，含油(1000～5000)mg/l，COD濃度高達(10000～50000)mg/l，經超濾膜處理后，顏色透明，含油低于10mg/l，COD(1700～5000)mg/l，除油濾99%。第十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日待處理水：電鍍綜合排放廢水

回用水水質：電導100US/CM

用途：電鍍工藝用水

工程規(guī)模：7000噸/天

EMI工藝組成：物化傳統(tǒng)工藝+超濾+反滲透

第十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日城市污水的處理

第十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日

待處理水：生活、生產綜合廢水

回用水水質：COD小于50MG/L

用途：景觀用水、道路沖洗用水

工程規(guī)模：100噸/天

EMI工藝組成：預處理+MBR膜生物反應器

第十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日城市污水經二級生化處理后進行超濾，可進一步降低水的濁度、色度及有機物。超濾出水可作為循環(huán)冷卻水、造紙用水等對水質要求不太高的工業(yè)用水水源。第十七頁，共二十七頁，2022年，8月28日納濾技術作為一種新型分離技術，納濾膜在其分離應用中表現(xiàn)出下列三個顯著特征：一是其截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，為200～2000；二是納濾膜對無機鹽有一定的截留率，因為它的表面分離層是由聚電解質所構成，對離子有靜電相互作用。三是超低壓大通量，即在超低壓下（0.1Mpa）仍能工作，并有較大的通量。從結構上來看納濾膜大都是復合型膜，即膜的表面分離層和它的支撐層的化學組成不同。根據(jù)其第一個特征推測納濾膜的表面分離層可能擁有1nm左右的微孔結構，故被稱之為“納濾”。第十八頁，共二十七頁，2022年，8月28日2、納濾膜分離技術在廢水處理中的應用

生物反應池納濾膜反應廢水排泥直接循環(huán)化學氧化池活性炭吸附透過液排放第十九頁，共二十七頁，2022年，8月28日

在金屬加工和合金生產廢水中，含有濃度相當高重金屬離子。將這些重金屬離子生成氫氧化物沉淀除去是處理含重金屬的廢水一般的措施。采用納濾膜技術，不僅可以回收90%以上的廢水，使之純化，而且同時使重金屬離子含量濃縮10倍左右，濃縮后的重金屬具有回收利用的價值。如果條件控制適當，納濾膜還可以分離溶液中的不同金屬。（3）化學工業(yè)廢水的處理（1）含重金屬廢水的處理（2）造紙廢水的處理第二十頁，共二十七頁，2022年，8月28日造紙廢水的處理用納濾膜處理含有硫酸木質素等有色化合物的廢水，既能除去90%以上的COD，膜通量甚至比聚砜超濾膜還要高3倍。高通量可能是由于帶負電性的納濾膜截留了帶負電性的硫酸木質素。LPRaman等采用納濾膜技術對木漿漂白液進行處理，去除氯代木質素和90%的色度物質；Tomani等采用陶瓷納濾膜處理造紙廠漂白廢水，實現(xiàn)了造紙廢水的封閉式運行。第二十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日化學工業(yè)廢水的處理處理化學工業(yè)廢水的常用方法是濃縮后焚燒或曝氣。而且濃縮時需要除去廢水中的鹽分，因為要是濃縮成高鹽度的廢水，這種廢水會對焚燒爐或暖氣裝置產生更大腐蝕。另外，廢水中含有許多生物不能降解的大分子有機物。這些問題只有用納濾膜才能有效解決。

納濾膜在濃縮水中有機成分的同時，讓鹽分透過，從而達到分級分別處理。經濃縮后的已脫鹽廢水可以去曝氣，而透過液則可經生化處理成無害的排放液。第二十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日納濾（NF）設備

第二十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日納濾純水設備主要工藝流程：第二十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日謝謝觀賞第二十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日

EDI（Electrodeionization，連續(xù)電解除鹽技術），是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水制造技術。第二十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日

反滲透技術

RO（ReverseOsmosis）反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術，源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉化為民用，目前已廣泛運用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領域。

RO反滲透膜孔徑小至納米級（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區(qū)分開來。一般性的自來水經過RO膜過濾后的純水電導率5μs/cm（RO膜過濾后出水電導=進水電導×除鹽率，一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上，5年內運行能保證97%以上。對出水電導要求比較高的，可以采用2級反滲透，再經過簡單的處理，水電導能小于1μs/cm）,符合國家實驗室三級用水標準。再經過原子級離子交換柱循環(huán)過濾，出水電阻率可以達到18.2M.cm，超過國家實驗室一級用水標準（GB6682—92）。目前