膜分離技術的工作原理及其在水處理中的應用
膜(mo)(mo)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)技術(shu),是(shi)利用一(yi)張特殊制造的(de)(de)(de)(de)(de),有選(xuan)擇透過性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)薄膜(mo)(mo),在外(wai)力(li)推動下對混(hun)合(he)物(wu)進(jin)(jin)行分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)、提純、濃(nong)縮的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種新型分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)技術(shu),是(shi)根(gen)據(ju)混(hun)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)用過篩的(de)(de)(de)(de)(de)方法將其(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li),或(huo)根(gen)據(ju)混(hun)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)開物(wu)質(zhi)。物(wu)質(zhi)通過分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(溶解(jie)速(su)(su)度(du))取決于(yu)進(jin)(jin)入膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)和進(jin)(jin)入膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)擴(kuo)散到膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)龍眼、另一(yi)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(擴(kuo)散速(su)(su)度(du))。而溶解(jie)速(su)(su)度(du)完(wan)全取決于(yu)被分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)于(yu)膜(mo)(mo)材料(liao)之間化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)差異,擴(kuo)散速(su)(su)度(du)除化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)外(wai)還與(yu)物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)子量有關(guan),速(su)(su)度(du)越(yue)(yue)大(da),透過膜(mo)(mo)所需的(de)(de)(de)(de)(de)時間越(yue)(yue)短,混(hun)合(he)物(wu)中各組分(fen)(fen)(fen)(fen)透過膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)相差越(yue)(yue)大(da),則(ze)分(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)(li)效率越(yue)(yue)高。
1膜分離技術在城市(shi)污水深(shen)度(du)處理(li)中的應(ying)用
城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)(shen)度(du)(du)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)和回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)開(kai)始于(yu)20世紀60年代(dai)。城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)具(ju)有(you)量大(da)、集中、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質較為穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)特(te)點,是(shi)一(yi)種潛在(zai)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)。城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)(shen)度(du)(du)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)通(tong)常(chang)(chang)以污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)(de)二(er)(er)級或三級排(pai)放(fang)液為水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan),用(yong)(yong)(yong)(yong)反滲透(RO)對(dui)它(ta)進(jin)行最后(hou)的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)鹽,脫(tuo)(tuo)COD、BOD以及微量有(you)機物和重金屬(shu)離(li)子的(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)除,出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質可(ke)達到飲(yin)(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)標(biao)準(zhun)。但由于(yu)某些主觀(guan)原因,目前(qian)大(da)多不直接(jie)用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)飲(yin)(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。國(guo)外常(chang)(chang)將其注入地下蓄水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)層或淡(dan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫進(jin)行自(zi)然(ran)凈(jing)化(通(tong)常(chang)(chang)需(xu)存放(fang)兩(liang)年),也(ye)有(you)用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)工(gong)(gong)(gong)業冷卻水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),鍋爐用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)等(deng)非飲(yin)(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)目的(de)(de)(de)。城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)缺水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)制約著經濟的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan),把城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)(de)(de)二(er)(er)級出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)進(jin)行處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)再生回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)是(shi)解決水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)短(duan)缺的(de)(de)(de)一(yi)條(tiao)途(tu)徑(jing)。二(er)(er)級排(pai)放(fang)液在(zai)進(jin)RO裝(zhuang)置前(qian)需(xu)進(jin)行預(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),以使(shi)(shi)進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質符(fu)合RO裝(zhuang)置的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)要求。預(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)好(hao)壞是(shi)RO技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)應用(yong)(yong)(yong)(yong)成(cheng)(cheng)敗的(de)(de)(de)關鍵。現在(zai),RO前(qian)采用(yong)(yong)(yong)(yong)MF或UF預(yu)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)深(shen)(shen)度(du)(du)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)過(guo)程已成(cheng)(cheng)為非直接(jie)飲(yin)(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)工(gong)(gong)(gong)程中城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)業標(biao)準(zhun),國(guo)內(nei)外都在(zai)積極地采用(yong)(yong)(yong)(yong)膜技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)大(da)規模地把城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)開(kai)發(fa)為新的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)。我(wo)國(guo)采用(yong)(yong)(yong)(yong)“微絮凝纖維過(guo)濾+膜濾”對(dui)洗浴廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)進(jin)行了研究,試驗表明,此工(gong)(gong)(gong)藝具(ju)有(you)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)穩(wen)(wen)定、占(zhan)地面積小的(de)(de)(de)特(te)點。天(tian)津經濟技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)開(kai)發(fa)區污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)引進(jin)挪威SBR序批式活性污(wu)(wu)泥(ni)法先(xian)進(jin)工(gong)(gong)(gong)藝,每天(tian)可(ke)提供10萬(wan)噸(dun)二(er)(er)級生化處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)作(zuo)(zuo)為水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan),使(shi)(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)(shen)度(du)(du)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)成(cheng)(cheng)為可(ke)能。我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再生回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)并不普及,膜技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)在(zai)深(shen)(shen)度(du)(du)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)相對(dui)也(ye)很少,今(jin)后(hou)我(wo)們還需(xu)在(zai)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)再生回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)和深(shen)(shen)度(du)(du)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)上進(jin)行研究。
2膜分離(li)技術在工業廢(fei)水處理中的(de)應用
由于工業(ye)(ye)的發展(zhan),大(da)量工業(ye)(ye)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)排入水(shui)(shui)體,這些工業(ye)(ye)廢(fei)(fei)水(shui)(shui),面(mian)廣量大(da)、危害(hai)深,大(da)多含(han)有(you)不同濃度(du)的化(hua)(hua)(hua)學物(wu)(wu)質(zhi),其中有(you)些具(ju)有(you)較高的經(jing)濟價值(zhi),而有(you)些則具(ju)有(you)毒(du)性,對人類(lei)環(huan)境有(you)害(hai)。為保護環(huan)境不受污染(ran),并回(hui)收有(you)用(yong)(yong)物(wu)(wu)質(zhi),在工業(ye)(ye)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)排放之前必須進行(xing)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)處理,膜分離技術既能(neng)對工業(ye)(ye)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)進行(xing)有(you)效的凈(jing)化(hua)(hua)(hua),又能(neng)回(hui)用(yong)(yong)其中的有(you)用(yong)(yong)物(wu)(wu)質(zhi),同時(shi)還(huan)可節省能(neng)源。膜技術在處理電鍍(du)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)、造紙(zhi)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)、重金屬廢(fei)(fei)水(shui)(shui)、含(han)油廢(fei)(fei)水(shui)(shui)和印染(ran)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)這五(wu)大(da)類(lei)主要工業(ye)(ye)廢(fei)(fei)水(shui)(shui)中都得到(dao)了廣泛的應(ying)用(yong)(yong)。
3膜(mo)分離技術在飲用水處理中的應用
隨著人(ren)們生(sheng)活(huo)水(shui)(shui)(shui)平的(de)(de)提高,對飲用水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質要求(qiu)也越來越高,加上(shang)傳(chuan)統工藝中的(de)(de)某(mou)些(xie)弊端,如加氯(lv)殺菌(jun)會使氯(lv)與水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)某(mou)些(xie)有(you)(you)機(ji)(ji)物反(fan)應生(sheng)成(cheng)(cheng)新的(de)(de)危害巨大的(de)(de)三(san)致(致癌、致突(tu)變、致畸變)化合物。膜(mo)技(ji)術(shu)用于飲用水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理是(shi)一個重大突(tu)破。水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)凈化與純化是(shi)從水(shui)(shui)(shui)中去(qu)除(chu)懸浮物、細菌(jun)、病毒、無機(ji)(ji)物、農(nong)藥(yao)、有(you)(you)機(ji)(ji)物和溶解氣體(ti)等,在這(zhe)方(fang)面(mian),膜(mo)分離技(ji)術(shu)發揮了其獨特的(de)(de)作用。膜(mo)分離中的(de)(de)微(wei)濾(lv)(lv)、超(chao)濾(lv)(lv)和納(na)濾(lv)(lv)所(suo)組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理方(fang)法,對去(qu)除(chu)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)微(wei)米級的(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)優于常規水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理技(ji)術(shu)中的(de)(de)過濾(lv)(lv)能(neng)力(li),而且還具有(you)(you)去(qu)除(chu)過濾(lv)(lv)所(suo)不(bu)(bu)具備(bei)的(de)(de)納(na)米級微(wei)粒(li)(li)的(de)(de)能(neng)力(li),可有(you)(you)效去(qu)除(chu)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)懸浮物、細菌(jun)、病毒、無機(ji)(ji)物、農(nong)藥(yao)、有(you)(you)機(ji)(ji)物和溶解氣體(ti)等雜質。符合飲用水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質不(bu)(bu)提高的(de)(de)要求(qiu)。
4膜分離技(ji)術在海水淡(dan)化中(zhong)的應用
我國是(shi)水(shui)(shui)資源大(da)(da)國,同(tong)時也是(shi)水(shui)(shui)資源貧國。海(hai)水(shui)(shui)作(zuo)為(wei)水(shui)(shui)資源的(de)(de)重(zhong)要組(zu)(zu)成部分,有(you)效利用(yong)(yong)是(shi)解(jie)決我國水(shui)(shui)資源危機(ji)的(de)(de)重(zhong)要措(cuo)施之一(yi)。目(mu)前用(yong)(yong)于海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)膜技術(shu)(shu)主要有(you)反(fan)(fan)滲(shen)透、電(dian)滲(shen)透(ED)和膜蒸(zheng)餾(liu)(MD)等(deng)。2002年,萬噸級反(fan)(fan)滲(shen)透海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)及其組(zu)(zu)器技術(shu)(shu)產業(ye)化(hua)(hua)(hua)(hua)示范工程(cheng)被列入(ru)國家高技術(shu)(shu)產業(ye)發(fa)展(zhan)計劃項(xiang)目(mu)。海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)用(yong)(yong)發(fa)滲(shen)透膜的(de)(de)脫(tuo)(tuo)鹽率高達(da)99.6%.反(fan)(fan)滲(shen)透技術(shu)(shu)的(de)(de)出現(xian)(xian)和發(fa)展(zhan)大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低(di)了海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)成本(ben),現(xian)(xian)在反(fan)(fan)滲(shen)透已成為(wei)海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)制取飲(yin)用(yong)(yong)水(shui)(shui)最經濟的(de)(de)手段。電(dian)滲(shen)析(xi)技術(shu)(shu)可直(zhi)接將海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)飲(yin)用(yong)(yong)水(shui)(shui),但其過(guo)程(cheng)對不(bu)帶(dai)電(dian)荷(he)的(de)(de)物質,如有(you)機(ji)物、膠體、細菌、懸浮物等(deng)無脫(tuo)(tuo)除(chu)能力,并且能耗(hao)高,水(shui)(shui)回(hui)收率低(di)。所以(yi),由于反(fan)(fan)滲(shen)透海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)技術(shu)(shu)的(de)(de)出現(xian)(xian),電(dian)滲(shen)析(xi)法海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)比例正在逐(zhu)漸降(jiang)低(di)。膜蒸(zheng)餾(liu)技術(shu)(shu)具(ju)有(you)很高的(de)(de)脫(tuo)(tuo)鹽率,可達(da)到99.7%以(yi)上,被用(yong)(yong)于小型海(hai)水(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)(hua)(hua)(hua),對離子(zi)、膠體、大(da)(da)分子(zi)等(deng)不(bu)揮發(fa)組(zu)(zu)分和無法擴散透過(guo)膜的(de)(de)組(zu)(zu)分的(de)(de)截留(liu)可到100%,并且具(ju)有(you)設備(bei)簡單,操作(zuo)容易,膜使用(yong)(yong)壽命長,能耗(hao)低(di)等(deng)優點。
5膜(mo)分離技術在苦咸水脫鹽中(zhong)的(de)應用
我(wo)國(guo)西(xi)部(bu)省區嚴重(zhong)缺水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)問題在(zai)中國(guo)這個(ge)缺水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)國(guo)家(jia)尤(you)(you)為(wei)突(tu)出(chu),苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)是解決(jue)我(wo)國(guo)西(xi)部(bu)省區缺水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)一(yi)個(ge)有效(xiao)途徑。目前(qian),用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)的(de)(de)膜(mo)技(ji)術(shu)主(zhu)要有:電(dian)滲(shen)(shen)(shen)(shen)析(xi)技(ji)術(shu)、反(fan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)透技(ji)術(shu)、納濾(lv)技(ji)術(shu)。我(wo)國(guo)西(xi)部(bu)油田幾乎都用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)電(dian)滲(shen)(shen)(shen)(shen)析(xi)法(fa)制取(qu)生(sheng)活飲(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。電(dian)滲(shen)(shen)(shen)(shen)析(xi)不(bu)能(neng)去除水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)有機物和細菌,設備運行能(neng)耗大,這使其(qi)在(zai)苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)工程的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)受到限制。苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)也可用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)一(yi)級反(fan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)透裝置脫鹽(yan)制得(de)飲(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。反(fan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)透系(xi)統淡(dan)(dan)化(hua)苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),其(qi)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質優于我(wo)國(guo)飲(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)衛生(sheng)標準(zhun)。對含高氟、低(di)礦化(hua)度(du)苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)通過反(fan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)透淡(dan)(dan)化(hua),出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質可達到我(wo)國(guo)飲(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)衛生(sheng)標準(zhun)。反(fan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)透法(fa)比電(dian)析(xi)法(fa)生(sheng)產成(cheng)本(ben)低(di),無污染(ran),是苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)淡(dan)(dan)化(hua)最經濟(ji)的(de)(de)方法(fa)。納濾(lv)是一(yi)種低(di)壓(ya)反(fan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)透技(ji)術(shu),在(zai)較低(di)的(de)(de)壓(ya)力下具有較高的(de)(de)脫鹽(yan)性能(neng)。對特定(ding)溶(rong)質,尤(you)(you)其(qi)是苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)表征離子,具有很好(hao)的(de)(de)脫鹽(yan)效(xiao)果。對苦(ku)咸(xian)(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)較多的(de)(de)西(xi)部(bu)省區,納濾(lv)將是制取(qu)優質飲(yin)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)有效(xiao)途徑。

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