净水处理中膜技术的应用

　　膜技术的原理及技术特点

　　所谓"膜"指的是一种流体相内或两种流体栩之间的一层凝聚相物质.它把流体分隔成两个部分，并能使这两个部分之间产生传质作用。膜通常具有选择透过性，即对流体相中的某一组分具有优先或选择可稀性，可以便流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。水处理就是利用这种原理将水净化的。膜技术的特点是:

　　1膜分离技术能耗低:在分离浓缩过程中， 不发生相变化，也没有相变化的化学反应，因而不消耗相变能。

　　2.节省原材料和化学药品:在膜分离过程 中，不需要从外界加入其它物质。

　　3浓缩与分离同时进行2在腹分离过程中.

　　一种物质得到分离，另一种(或一些)物质则被浓缩。

　　4.根据膜的选择透过性和膜孔径大小不同， 可以将不同位径的物质分开，大分子和小分子的物质分开，笔耕文化传播，因此使物质等到了纯化而不改变它们原有的属性。

　　5膜分离过程可在常温下进行，而且工艺适 应性强，便于实现自动化控制。

　　2.常用水处理膜技术

　　饮用水深度净化中常用的膜主要有四类:

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　　徽滤麟、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。膜分离物质的必要前提是有能量作为驱动力，这四种膜在分离过程中的驱动力都是压力。在压力作用下溶剂和部分溶质能够透过膜而其余组分被截留，组成了一个可分离从离子到徽章量的腕分离过程。

　　2.1反渗透腹技术及其应用

　　在各种膜分离技术中.反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最侠、普及最广的一种。这种最初用于海水淡化，具有较高的脱盐率和优良的处理效果，处理成本也低于电渗析法、冷冻法和多级闪蒸法等传统海水淡化技术。反渗透技术的原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据离子、细菌等杂质不能透过半透蟆而将这些物质和水分离开来。反渗透膜通常由高分子材料经过特殊工艺制成，近年来反穆透膜已经从单一的醋酸纤维素非对称膜发展到用芳香'医院胶复合膜。

　　反渗透技术中使用的膜元件是将半透膜、导流层、隔网膜按一定顺序粘合，并卷制于排孔中心管上。施加一定的压力后，水从膜元件的一蝙进入隔网层，一部分水及少量的盐类通过半透膜流到导流层内，再顺着导流网的通道经中心管壁的徽孔流入中心排出，形成淡水。剩余水及大部分被滤过的物质形成浓缩水并经隔网层从膜元件的另一端排出。

　　反.透膜能从水癖液中分离和去除桩径为零点几个纳米到几个纳米的离子及位子，也可以

　　去除低分子量和(100-5∞Dalton)和更大分手量的布机物，对水中绝大部分离子、元机物和有机物都有被高的去除率。目前反渗透..工业应用领域主要是大型锅炉补给水、各种工业纯水以及饮用水。除此之外.在电子、制药、医疗、食品、饮料、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。反渗透的切割分子最为1∞Dalton左右，此时溶液的渗透压较高，为了克服渗透压，因而必须采用较高的压力，一般为2-10MPa。

　　2.2纳滤膜技术及其应用

　　纳滤膜技术是20世纪80年代初继典型的反渗透复合膜技术之后研制开发的一种新型分离膜技术，也是目前膜分离领域研究的热点之一。纳滤膜孔径范围介于反渗透膜和超滤族之间，约lm左右，对分子量介于2∞-1∞o之间的有机物和 离价、低价、阴离子元机物有较高的截留性能。纳滤膜的表面分离层由囊电解质所构成，表面存在带电基因，而且一傲是负电荷，具有电荷效应。对一价离子的截留率低，如NaCI一般低于90%0通过带电基因静电相互作用，纳滤膜可以 阻碍多价离子的渗透，对二价或高价离子，特别是阴离子具有大于989岛的截留率，因而在低压力下仍具有较高脱盐性能。

　　与反渗透技术相比.纳滤踉分离过程具有操作压力低，出水效率高，浓缩水排放较少等优点。从膜的结构上来看，纳滤膜大多数是复合理膜，即膜的表层分离层和它的支撑层化学组成不同。虽然纳滤膜的驱动力仍然为水压，其操作压力低于反渗透膜，约在0.4-1.5 MPa之间，一般在0.7MPa左右。

　　基T纳滤膜上述结构特点，在生物化工、污水处理和饮用水制备等领就有着广泛的应用，包括处理含溶剂的工业废水，例如制糖、造纸、电镰及化工反应催化剂等行业的污水处理，以及日化工业、石油工业、印刷工业废水和含杀虫剂污水等的处理。

　　2.3超滤膜技术及其应用

　　超滤膜技术过程是一种筛选分离过程，在静压差为驱动力的作用下，原斜液中的小溶质梳子从高压的料液侧透过膜到低压倒，从而将大粒子组分隔离，使他们在榕液中的浓度增大，可有效去除颗粒状物质，包括徽生物，如隐胞子虫、贾第虫、细菌和病毒，还可以通过一定程度地降低消毒副产物前体物浓度和限制消毒过程中氧化剂需求量来减少消毒副产物，消毒副产物团体物的降低是通过膜过滤前的混II或粉木活性炭预处理来实现。组滤膜具有选择性表面层的主要因素是形成具有一定大小和形状的孔，超滤过程中的截留机理包括在膜的麦丽机械截留，在膜孔中停留而被去除和在膜的表面和孔内被吸附等三种方式。

　　超滤技术普遍应用于多种工业水处理，如

　　药剂处理、食品加工等方面，只是在近十几年。对超滤技术的关注才转向了饮用水处理方面，水质标准要求的提高，促进了超滤膜价格的下调和可以反冲沈的中空纤维形式的大型膜纽件与系统的发展，这种膜组件(纤维直径0.5-1.5mm)与反渗透和纳滤膜不间，不需要昂贵的去除颗位物的预处理.可以直接处理高悬浮固体浓度的原水.而且旗组件的设计随处理水量的增加而更加优化，因为处理能力小的净水厂通常采用单独的膜组件，而在处理能力大的净水厂通常由框架和共用的附属设备组成，如今已有出48个腺组件组成的框架，从而使净水厂的布局更加紧凑，土木工作量得以大大减少，基建费用降低。

　　越滤的发展趋势有: (1)组件大型化、高效化创英寸以上直径的、高通最大组件、集束化、设备化的超滤楼已经商业化。(2)大膜孔径、中空丝的超徽滤膜化，这种膜元件除用传统的饮用水、污水处理外.还越来越多地应用到反渗透的预处理过程中，用超滤或超徽滤膜代替传统的砂滤、活性炭、徽滤是今后的一个新趋势。

　　3.结束语

　　反渗透、纳滤膜、超施膜和徽滤膜最初应用与工业用水、海水、苦咸水等的淡化和脱盐处理等，今年来逐步应用于饮用水处理领域，现在已经广泛地应用于去除水中的浊度、色皮、噢昧、消毒副产品前体物、徽生物、溶解性有机物等。尽管距离头规模的应用还有一段时间，膜技术在净水处理中具有广阔的应用前景。目前而言，腹处理工艺较适合于小水量的净水厂。当处理水量小于20∞Om3/d时，膜处理费用低于传统处理工艺。通过不断研发新的膜技术工艺，膜技术在净水处理中应用会更加广泛。

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