幾種膜分離技術的特點及應用
來源：東北亞水網 閱讀：2418 更新時間：2012-03-02 14:29近年(nian)來，我國每(mei)年(nian)排(pai)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量約400-500億m3，經處理(li)后排(pai)放(fang)的(de)(de)僅15-25%，由于(yu)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)到處橫流，使我國各大(da)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)都產生(sheng)(sheng)不同程(cheng)度的(de)(de)污染(ran)(ran)，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境(jing)(jing)嚴重(zhong)惡化。所(suo)以，加強(qiang)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)深度治理(li)，使之不僅達(da)標(biao)排(pai)放(fang)而(er)且還可(ke)大(da)量回用(yong)，非常(chang)(chang)必要(yao)(yao)，這對改善(shan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境(jing)(jing)、緩解(jie)(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)的(de)(de)不足，節約寶貴的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)都是(shi)十分(fen)(fen)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)。城市(shi)及工(gong)(gong)業(ye)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)經過深度處理(li)后可(ke)用(yong)于(yu)農業(ye)灌溉、工(gong)(gong)業(ye)生(sheng)(sheng)產、城市(shi)景(jing)觀(guan)、市(shi)政(zheng)綠化、生(sheng)(sheng)活雜用(yong)、地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回灌和(he)補充(chong)地(di)表水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)等方面的(de)(de)應用(yong)。傳(chuan)統水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)能夠消(xiao)除部分(fen)(fen)污染(ran)(ran)物，將COD、BOD以及重(zhong)金融等污染(ran)(ran)物指標(biao)降到安全排(pai)放(fang)標(biao)準或雜用(yong)（中水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)）標(biao)準，但無法完全消(xiao)除排(pai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中所(suo)含的(de)(de)微量溶解(jie)(jie)性污染(ran)(ran)物。采用(yong)反滲透膜(mo)(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)可(ke)徹底去除這些(xie)污染(ran)(ran)物，實(shi)現嚴格(ge)意(yi)義(yi)下的(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再(zai)生(sheng)(sheng)。用(yong)傳(chuan)統處理(li)工(gong)(gong)藝和(he)膜(mo)(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)集(ji)成，可(ke)將污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)或廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)變成不同水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質標(biao)準水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境(jing)(jing)質量的(de)(de)嚴重(zhong)惡化和(he)經濟的(de)(de)高(gao)速發(fa)展(zhan)，迫切要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)有相(xiang)應的(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)化的(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。在這一(yi)領域中膜(mo)(mo)(mo)分(fen)(fen)離(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)占有重(zhong)要(yao)(yao)的(de)(de)位置和(he)作用(yong)。膜(mo)(mo)(mo)分(fen)(fen)離(li)作為(wei)一(yi)項高(gao)新技(ji)(ji)術(shu)(shu)在近40年(nian)來迅速發(fa)展(zhan)成為(wei)產業(ye)化的(de)(de)高(gao)效節能分(fen)(fen)離(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)過程(cheng)。40多(duo)年(nian)，電滲析、反滲透、微濾、超(chao)濾、納(na)濾、滲透汽化，膜(mo)(mo)(mo)接觸和(he)膜(mo)(mo)(mo)反應過程(cheng)相(xiang)繼發(fa)展(zhan)起來，在能源(yuan)、電子(zi)、石(shi)化、醫藥衛生(sheng)(sheng)、化工(gong)(gong)、輕(qing)工(gong)(gong)、食(shi)品、飲料行業(ye)和(he)日(ri)常(chang)(chang)生(sheng)(sheng)活及環保領域等均獲得廣泛的(de)(de)應用(yong)，產生(sheng)(sheng)了(le)顯著的(de)(de)經濟和(he)社(she)(she)會效益。社(she)(she)會的(de)(de)需求(qiu)(qiu)使膜(mo)(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)應允(yun)而(er)生(sheng)(sheng)，也是(shi)社(she)(she)會的(de)(de)需求(qiu)(qiu)促使膜(mo)(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)迅速發(fa)展(zhan)，使膜(mo)(mo)(mo)技(ji)(ji)術(shu)(shu)不斷創新、技(ji)(ji)術(shu)(shu)進步，完善(shan)，成為(wei)單(dan)元操作，成為(wei)集(ji)成過程(cheng)中的(de)(de)關(guan)鍵。
1連續膜過濾技術（CMC）
中(zhong)(zhong)空(kong)纖維(wei)膜(mo)(mo)由于比(bi)表面積大，膜(mo)(mo)組件(jian)的(de)裝填密度大，所(suo)以(yi)設備緊(jin)湊(cou)；這種膜(mo)(mo)因紡制而成(cheng)，工藝簡單，所(suo)以(yi)生產成(cheng)本(ben)一般低于其它的(de)膜(mo)(mo)：由于沒有(you)支(zhi)撐層均可以(yi)反向清(qing)洗，特別是一些耐污(wu)(wu)染性好，對氧化(hua)性清(qing)洗劑耐受性好的(de)膜(mo)(mo)的(de)出現(xian)，使得在大規模的(de)污(wu)(wu)水(shui)處理工程中(zhong)(zhong)，中(zhong)(zhong)空(kong)纖維(wei)膜(mo)(mo)的(de)應用(yong)有(you)獨(du)特的(de)優勢。
CMF技術(shu)的核心是高(gao)抗污(wu)染膜以(yi)及與之(zhi)相配合的膜清洗(xi)技術(shu)，可以(yi)實現對(dui)膜的不(bu)停(ting)機在線清洗(xi)清洗(xi)，從而做(zuo)到對(dui)料液不(bu)間斷(duan)連(lian)續處(chu)理(li)，保證設備的連(lian)續高(gao)效運行。
CMF目前主要用于大型城市污水(shui)處(chu)理廠二(er)沉池生水(shui)的深度(du)處(chu)理回用，海水(shui)淡化或大型反(fan)滲(shen)透系統的預(yu)處(chu)理。地表水(shui)地下(xia)水(shui)凈化、飲料澄(cheng)清除濁等。
2膜生物反應器（MBR）
膜(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)器是膜(mo)(mo)分離(li)技術(shu)和(he)生(sheng)物技術(shu)結(jie)合的(de)新(xin)工藝。用在污(wu)水(shui)(shui)廢(fei)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理領域，利用膜(mo)(mo)件進行固液分離(li)，截留(liu)的(de)污(wu)泥或雜質回流至（或保(bao)留(liu)）在生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)器中，處(chu)(chu)理的(de)清(qing)水(shui)(shui)透過膜(mo)(mo)排水(shui)(shui)，構成了污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理的(de)膜(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)器系(xi)統，膜(mo)(mo)組件的(de)作用相當于傳(chuan)統污(wu)水(shui)(shui)生(sheng)物處(chu)(chu)理系(xi)統中的(de)二沉池。
MBR中(zhong)使用的膜有平板膜、管式膜和中(zhong)空纖維膜，目前主(zhu)(zhu)要以(yi)中(zhong)空纖維膜為(wei)主(zhu)(zhu)。
生活污(wu)(wu)水(shui)經MBR處理(li)后，生水(shui)水(shui)源已(yi)達(da)到很(hen)高的水(shui)標準(zhun)。此(ci)方(fang)(fang)法不(bu)僅限于處理(li)生活污(wu)(wu)水(shui)，MBR技術也廣泛地(di)用于染色廢水(shui)，洗毛廢水(shui)、肉類加工污(wu)(wu)水(shui)等水(shui)處理(li)系統(tong)。MBR系統(tong)的另一(yi)個特點是規模可(ke)大(da)(da)可(ke)小，小裝置可(ke)用于一(yi)個家庭(ting)，大(da)(da)型裝置日處理(li)量可(ke)達(da)數萬立(li)方(fang)(fang)米(mi)。
3反滲透技術（RO）
反(fan)滲(shen)透(tou)技(ji)術(shu)是20世紀60年代初發(fa)展起來的(de)以壓(ya)力(li)(li)為驅動力(li)(li)的(de)膜分離(li)技(ji)術(shu)。該技(ji)術(shu)是從海水(shui)(shui)、苦(ku)咸(xian)水(shui)(shui)淡(dan)化(hua)(hua)(hua)而發(fa)展起來的(de)，通常(chang)稱為“淡(dan)化(hua)(hua)(hua)技(ji)術(shu)”。由于反(fan)滲(shen)透(tou)技(ji)術(shu)具有無相(xiang)變(bian)，組件化(hua)(hua)(hua)、流程簡單(dan)，操作方便(bian)，占面(mian)積(ji)小、投資少，耗能低等優點，發(fa)展十分迅速。RO技(ji)術(shu)已廣泛用于海水(shui)(shui)、苦(ku)咸(xian)水(shui)(shui)淡(dan)化(hua)(hua)(hua)，純(chun)水(shui)(shui)、超純(chun)水(shui)(shui)制備，化(hua)(hua)(hua)工分離(li)、濃縮、提(ti)純(chun)，廢水(shui)(shui)資源化(hua)(hua)(hua)等領域(yu)。工程遍布電力(li)(li)、電子、化(hua)(hua)(hua)工、輕(qing)工、煤炭、環(huan)保(bao)、醫(yi)藥、食品等行業。
廢水(shui)資源(yuan)化(hua)是有(you)開發增(zeng)量淡水(shui)資源(yuan)與(yu)保(bao)護環境雙重目的(de)。無機系列廢水(shui)處理與(yu)海水(shui)苦咸(xian)水(shui)淡化(hua)采用同類裝并具(ju)有(you)較多共性(xing)工藝技術。RO可使廢液中的(de)銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒(xi)、銨、鋅等(deng)離子脫除除90-99%。
目前，反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透技(ji)術在城市污水(shui)(shui)深度(du)處(chu)(chu)理，一些工業廢水(shui)(shui)深度(du)處(chu)(chu)理方面(mian)的(de)(de)應用受到了高(gao)度(du)重視，包括(kuo)中(zhong)水(shui)(shui)回用，污水(shui)(shui)處(chu)(chu)理廠(chang)二(er)級出水(shui)(shui)的(de)(de)深度(du)處(chu)(chu)理，經初級處(chu)(chu)理后的(de)(de)工業廢水(shui)(shui)深度(du)處(chu)(chu)理制取優質淡(dan)水(shui)(shui)。中(zhong)東不少缺水(shui)(shui)國家，在大(da)量采用反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透海水(shui)(shui)淡(dan)化(hua)技(ji)術的(de)(de)同時(shi)，引入反(fan)(fan)滲(shen)(shen)透技(ji)技(ji)術處(chu)(chu)理二(er)級污水(shui)(shui)，出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質可(ke)達TDS≤80mg/L，擴大(da)了淡(dan)水(shui)(shui)資(zi)源。如中(zhong)東地區(qu)、澳大(da)利亞、新加坡等國都有(you)這(zhe)方面(mian)的(de)(de)大(da)型工程(cheng)實例。
4集成膜過程污水深度處理方法
集(ji)成(cheng)膜過(guo)程是將超(chao)濾/微濾與反(fan)滲(shen)透(tou)（或納(na)濾）結合使(shi)用(yong)，形成(cheng)能(neng)夠(gou)滿足各咱(zan)回用(yong)目的(de)的(de)污水(shui)深度處理工(gong)藝。超(chao)濾、微濾可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為獨立的(de)高級(ji)三級(ji)處理方(fang)法，也是反(fan)滲(shen)透(tou)過(guo)程理想(xiang)的(de)預處理工(gong)藝，抗污染能(neng)力強(qiang)、性(xing)能(neng)優越的(de)超(chao)濾、微濾單(dan)元代替了復(fu)雜(za)的(de)傳(chuan)統(tong)處理工(gong)藝，而且出水(shui)品(pin)質遠(yuan)高于三級(ji)出水(shui)指標，不但完全可(ke)以(yi)(yi)去除污水(shui)中的(de)細菌和(he)懸(xuan)浮(fu)物(wu)，對(dui)COD、BOD也有一定的(de)卻除效果。在超(chao)濾、微濾之后使(shi)用(yong)的(de)反(fan)滲(shen)透(tou)膜，其清洗周期(qi)由采用(yong)傳(chuan)統(tong)預處理工(gong)藝的(de)3-4周增加(jia)到半年以(yi)(yi)上(shang)，膜壽(shou)命可(ke)延長到達(da)-6年。膜集(ji)成(cheng)污水(shui)再生(sheng)工(gong)藝具有系統(tong)穩定、維護少、占地小、化學品(pin)用(yong)量少、流程簡單(dan)和(he)運行費(fei)用(yong)低等優點。
新(xin)(xin)一代(dai)中(zhong)空纖維(wei)超濾(lv)（微濾(lv)）膜(mo)與(yu)傳統(tong)產品相比，具有機械強(qiang)度(du)高(gao)、抗氧化、抗污染、高(gao)通量等特點，在運行工藝上，采用了(le)低壓操作、反沖清洗、氣水(shui)沖洗等新(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)，使(shi)得(de)超濾(lv)膜(mo)裝置能(neng)夠在污染傾向極(ji)強(qiang)的(de)(de)(de)污水(shui)介質中(zhong)保持穩定的(de)(de)(de)性能(neng)，超濾(lv)膜(mo)的(de)(de)(de)使(shi)用范(fan)圍(wei)因(yin)此(ci)擴(kuo)展(zhan)到了(le)能(neng)適應于(yu)多種(zhong)復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)介質環(huan)境，同時大大擴(kuo)展(zhan)了(le)反滲透技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)應用范(fan)圍(wei)，新(xin)(xin)一代(dai)的(de)(de)(de)超濾(lv)膜(mo)及其(qi)系(xi)統(tong)應用技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)應用范(fan)圍(wei)，新(xin)(xin)一代(dai)的(de)(de)(de)超濾(lv)膜(mo)及其(qi)系(xi)統(tong)應用技(ji)術(shu)(shu)將膜(mo)技(ji)術(shu)(shu)帶到了(le)一個全(quan)新(xin)(xin)的(de)(de)(de)時代(dai)，徹底改變(bian)了(le)膜(mo)法水(shui)處理(li)(li)技(ji)術(shu)(shu)必須依(yi)托(tuo)于(yu)復(fu)雜(za)、精細的(de)(de)(de)預處理(li)(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)形象(xiang)，使(shi)膜(mo)技(ji)術(shu)(shu)應用于(yu)二級出水(shui)、三級出水(shui)以及多種(zhong)原廢水(shui)等許多復(fu)雜(za)的(de)(de)(de)水(shui)質體系(xi)的(de)(de)(de)深度(du)處理(li)(li)。
5傳統處理方法
傳(chuan)統污水(shui)三級處理工(gong)藝(yi)，主(zhu)要的(de)工(gong)藝(yi)單元有(you)石灰澄清、重碳酸(suan)化、絮(xu)凝、沉降、過濾和氣浮等。根據具體(ti)(ti)污水(shui)排入物質(zhi)(zhi)的(de)成分的(de)不同，處理方式有(you)所差異。傳(chuan)統處理工(gong)藝(yi)存(cun)在著(zhu)工(gong)藝(yi)復(fu)雜、水(shui)利用率低、化學品消耗量大的(de)弊病，而且由于無法徹底去(qu)除生(sheng)物絮(xu)體(ti)(ti)及膠體(ti)(ti)物質(zhi)(zhi)，致(zhi)使清洗頻繁，影響了出水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)。
