膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用.pdf

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1、第1期(總第125期)中國(guó)市政工程N(yùn)o.1(SerialNo.125)2007年2月CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb.2007膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用羅兆龍(廣州市政技術(shù)開發(fā)公司,廣東廣州510060)摘要:介紹了反滲透(納濾)膜、超濾膜、微濾膜技術(shù)的基本原理及其在飲用水處理中的應(yīng)用。介紹了膜生物反應(yīng)器的基本原理及其在廢水、污水處理中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:水處理;反滲透;超濾;微濾;生物反應(yīng)器中圖分類號(hào):TU991.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1004-4655(2007)01-0044-021反滲透膜在飲用水處理中的應(yīng)用水會(huì)影響人體健康。因此，這種反滲透膜不適宜作1.1反滲透(

2、RO)的基本原理為水廠處理工藝。對(duì)透過的物質(zhì)具有選擇性的膜叫做半透膜。對(duì)不超低壓反滲透膜較以上兩種膜適合用于凈水廠。能透過溶質(zhì)而能透過溶劑的半透膜叫做理想半透膜。但這種膜對(duì)無機(jī)物的去除率很高，很多時(shí)候連一些在半透膜的兩邊放相同體積的稀溶液和濃溶液，稀對(duì)人體有益的鈣、鎂離子都過濾了，不利于飲用者溶液就會(huì)因?yàn)閮蛇叺臐舛炔畈煌鴿B透到濃溶液一的健康，所以很多時(shí)候把過濾后的水再進(jìn)行礦化，邊，此過程稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液以添加人體所需要的礦物質(zhì)。的液面就比稀溶液液面高出一定高度，這樣就形成2超濾和微濾膜在飲用水處理中的應(yīng)用了一個(gè)壓差，稱為滲透壓。滲透壓大小取決于溶液2.1超濾(UF)和微濾(

3、MF)的基本原理的性質(zhì)，如種類、濃度和溫度等，跟半透膜的性質(zhì)超濾和微濾都是在靜壓差的推動(dòng)力作用下進(jìn)行液無關(guān)。如果此時(shí)在濃溶液一側(cè)施加一個(gè)比滲透壓大相分離過程，從原理上說并沒什么本質(zhì)上的差別，的壓力，溶劑的滲透方向就會(huì)跟原來的方向相反，同為篩孔分離過程。在一定壓力作用下，當(dāng)含有高即從濃溶液側(cè)向稀溶液側(cè)流動(dòng)，此現(xiàn)象稱為反滲透。分子的溶質(zhì)和低分子溶質(zhì)的混合溶液流過膜表面時(shí)，目前,反滲透用得比較多的是溶解擴(kuò)散模型和毛溶劑和小于膜孔的低分子溶質(zhì)（如無機(jī)鹽）透過膜，細(xì)管流動(dòng)模型。其中，把反滲透膜的活性表皮層作成為滲透液被搜集；大于膜孔的高分子溶質(zhì)（如有為致密無孔膜的溶解擴(kuò)散模型更易被人接受和使用。機(jī)膠體）

4、則被膜截留而作為濃縮液回收。能截留分子量500以上、106以下分子的膜分離過程稱為超1.2反滲透膜的應(yīng)用早期工業(yè)應(yīng)用的反滲透膜主要是按照海水或苦咸濾；只能截留更大分子（通常被稱為分散顆粒）的水脫鹽淡化的要求開發(fā)的，操作壓力高達(dá)10.5MPa，膜分離過程稱為微濾。水透過率<0.1m3/m3·h。反滲透膜的孔徑僅10-11~濃差極化和膜污染對(duì)以壓差為推動(dòng)力的膜過程的10-10m，能從水溶液中除去0.3~1.2nm大小的溶質(zhì)分分離效果和過程可靠性有極大影響，尤以對(duì)超濾和子，即可除去水溶液中除了氫離子、氫氧根離子外微濾的影響最大。的其他無機(jī)離子（高達(dá)98%）及低分子量有機(jī)物，濃差極化是由于膜的選擇透過

5、性,被截留組分在因而，越來越多的人用反滲透法制取純凈、可口的膜料液側(cè)表面累積，其濃度往往比料液主體濃度高飲水。得多，此時(shí)，膜滲透流率與操作壓力無關(guān)，主要決反滲透膜可以分為:高壓反滲透膜、低壓反滲透定于邊界層內(nèi)的傳質(zhì)情況，即產(chǎn)生了濃差極化。膜、超低壓反滲透膜。2.2超濾和微濾膜的應(yīng)用高壓和低壓運(yùn)行壓力在1~10MPa,能耗大,而超濾、微濾技術(shù)可以有效去除顆粒狀物質(zhì),包括且良好的截留性能將大多數(shù)無機(jī)離子（包括對(duì)人體微生物，如隱胞子蟲、賈第蟲、細(xì)菌和病毒。還可有益的無機(jī)離子）從水中去除，所以長(zhǎng)期飲用這種通過一定程度地降低消毒副產(chǎn)物前體物濃度和限制消毒過程中氧化劑需求量來減少消毒副產(chǎn)物。但對(duì)收稿日期:

6、2006-07-13水中有機(jī)物的去除率很低，僅在20%以下。超濾和44中國(guó)市政工程羅兆龍:膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用2007年第1期微濾的適用范圍比較廣,能夠適用于處理不同的水在工業(yè)廢水處理中,膜生物反應(yīng)器對(duì)各種高濃度質(zhì)量。有機(jī)廢水與難降解廢水的COD、NH3-N、SS、濁度3納濾膜在飲用水處理中的應(yīng)用等都達(dá)到良好的去除效果。在采用膜—厭氧生物反納濾膜是反滲透膜中的另一種膜。納濾、超濾和應(yīng)器處理高濃度食品廢水的研究中表明：COD負(fù)荷微濾在飲用水處理的應(yīng)用中,各有優(yōu)缺點(diǎn)。納濾對(duì)有低于2kg/(m3·d)時(shí)，膜出水COD去除率在90％以上。機(jī)物有較好的去除效果，但是同時(shí)也過量地去除了采用膜生物反應(yīng)器與

7、常規(guī)生物工藝處理巴西基酸對(duì)人體有益的無機(jī)物，不利于人的長(zhǎng)期飲用，但隨生產(chǎn)廢水的對(duì)比研究也表明：膜生物反應(yīng)器產(chǎn)泥量著納濾膜工藝的改進(jìn)，這個(gè)問題會(huì)進(jìn)一步地得到解少，污泥活性高，能提高大分子難降解有機(jī)物的去決。相對(duì)來說，超濾和微濾對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求低于除率。納濾，適用水質(zhì)范圍較廣，但缺點(diǎn)是對(duì)有機(jī)物的去與傳統(tǒng)活性污泥法相比,膜生物反應(yīng)器還具有污除率較低。因此，通常在凈水廠的設(shè)計(jì)中都會(huì)采用泥產(chǎn)率低的特點(diǎn)。理論