case08超濾+反滲透膜技術(shù)在污水回用中的應(yīng)用.doc

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1、分離工程工業(yè)應(yīng)用實(shí)例：膜分離技術(shù)在污水回用中的應(yīng)用1前言據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)人均水資源占有量?jī)H相當(dāng)于世界人均水資源占有量的1／4，在全國(guó)600多個(gè)城市中有400多個(gè)存在供水不足問(wèn)題，2003年缺水比較嚴(yán)重的城市達(dá)到157個(gè)，全國(guó)城市缺水年總量達(dá)60億立方米。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，污染物排放量也在逐年增加。2003年，全國(guó)工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢水排放總量為460億噸。全國(guó)城市污水排放量348.9億m3，污水處理率只有42.2%。按“十五”計(jì)劃要求：2005年，城市污水集中處理率要達(dá)到45%。據(jù)專家測(cè)算，如果以城市供水量

2、為基準(zhǔn)值100%計(jì)算，僅采取節(jié)水方式可以將用水效率提高到120%，而采用節(jié)水與水再生利用方式可使用水效率提高到180%。因此，可行的節(jié)水、水回用和水循環(huán)利用方案，可大大提高用水效率。目前我國(guó)污水再生利用進(jìn)展緩慢，只有少數(shù)幾個(gè)缺水城市建設(shè)了規(guī)模較小的再生水回用設(shè)施。同步規(guī)劃和建設(shè)污水再生利用設(shè)施，實(shí)現(xiàn)由單一的污水處理達(dá)標(biāo)排放向污水綜合利用轉(zhuǎn)變，是緩解城市水資源短缺的重要措施。以北京為例，到2008奧運(yùn)年，北京市城市污水處理率的目標(biāo)是由目前的56%提高到90%以上，再生水回用規(guī)模將由目前的排水量的1%提高到50%左

3、右。通過(guò)對(duì)城市污水廠二級(jí)處理的出水進(jìn)行深度處理，回用為工業(yè)冷卻水，工藝用水，澆灌水，或消防用水等，污水實(shí)現(xiàn)再資源化，使城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念中的水環(huán)網(wǎng)構(gòu)成水生態(tài)良性循環(huán)。在污水回用領(lǐng)域中，超濾/微濾與反滲透/納濾的集成技術(shù)以其高效除濁和除鹽能力的有機(jī)結(jié)合，以其占地面積小、對(duì)環(huán)境污染少、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣的優(yōu)勢(shì)，以其規(guī)模化生產(chǎn)帶來(lái)的成本的不斷下降，以其可靠的應(yīng)用技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)正逐漸在國(guó)內(nèi)得以推廣應(yīng)用。2．超濾和微濾技術(shù)基礎(chǔ)與發(fā)展超濾和微濾用于去除細(xì)微顆粒物。超濾膜對(duì)水中的顆粒物的去除率，跟超濾膜分離層本身的孔徑有關(guān)。

4、通常超濾膜的分離精度在5~50nm，即0.005~0.05μm；而微濾膜的分離精度通常為0.1μm以上。在一般的地表水處理應(yīng)用中，通常選擇截留分子量是10~20萬(wàn)道爾頓，對(duì)應(yīng)截留精度在10~30nm的超濾膜，因?yàn)檫@一范圍的超濾膜能完全除去水中的病毒。6超濾和微濾采用表面過(guò)濾機(jī)理，象一個(gè)細(xì)篩。膜表面的孔徑大小一致，流道均勻。比膜表面孔徑大的顆粒物被截住，留在膜的給水/濃水側(cè)。小顆粒隨著液體透過(guò)膜。這種選擇性透過(guò)功能使得超濾膜非常適用于那些對(duì)過(guò)濾水質(zhì)有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。如果膜表面完整性良好，去除效果可以得到保證。除此

5、之外，超濾技術(shù)比傳統(tǒng)過(guò)濾還有結(jié)構(gòu)緊湊（節(jié)省占地33%）、自動(dòng)化程度高（可實(shí)際無(wú)人操作）、化學(xué)藥品用量少（節(jié)省投資、廢液排放少）等優(yōu)點(diǎn)。上個(gè)世紀(jì)70年代用于水處理的超濾膜以聚砜材料為主。90年代隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，對(duì)超（微）濾膜的機(jī)械強(qiáng)度、抗污染能力、化學(xué)穩(wěn)定性、滲透性能和清洗恢復(fù)性等方面要求也提高，促成了超微濾膜技術(shù)的發(fā)展和多樣性。目前，超（微）濾膜材料主要為聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PS）、PAN（聚丙烯腈）、聚氯乙烯（PVC）等；膜結(jié)構(gòu)形式有中空絲、管式、卷式和平板等幾種；膜組件的

6、形式分為加壓（外置式）和負(fù)壓（浸沒(méi)式或內(nèi)置式）兩大類。目前，超濾和微濾技術(shù)在國(guó)內(nèi)已成功應(yīng)用于電力、石化、冶金、造紙、啤酒飲料、市政等行業(yè)和領(lǐng)域。而據(jù)統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，全球范圍內(nèi)超濾和微濾市場(chǎng)在本世紀(jì)以來(lái)更是步入高速成長(zhǎng)期，預(yù)計(jì)2005年增長(zhǎng)率可高達(dá)60~80%。3．反滲透和納濾技術(shù)基礎(chǔ)與發(fā)展反滲透膜和納濾膜用于各類脫鹽。反滲透脫鹽率(以NaCl計(jì))>99%，海水淡化反滲透膜脫鹽率可高達(dá)99.8%；而納濾膜脫鹽率通常不超過(guò)90%。膜的選擇透過(guò)性與組分在膜中的溶解、吸附和擴(kuò)散有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，反滲透分離過(guò)程中化學(xué)因素（膜及

7、其表面特性）起主導(dǎo)作用。60年代初的膜材料為醋酸纖維素，80年代芳香族聚酰胺復(fù)合膜問(wèn)世，逐漸成為主導(dǎo)膜材料。在水處理應(yīng)用中，反滲透膜和納濾膜的結(jié)構(gòu)形式以卷式和中空纖維式為主，板式和管式僅用于特殊濃縮分離處理。反滲透和納濾主要應(yīng)用領(lǐng)域有海水和苦咸水淡化、純水和超純水制備、工業(yè)用水處理、飲用水凈化等等。目前世界上反滲透海水淡化廠總產(chǎn)水能力已達(dá)200萬(wàn)噸/天。在我國(guó)，反滲透和納濾膜已廣泛用于海水淡化、鍋爐補(bǔ)給水、工藝用水、飲用、醫(yī)藥或電子行業(yè)純水、礦泉水、污水回用等領(lǐng)域。全球范圍內(nèi)，反滲透和納濾膜市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率穩(wěn)定在

8、10%左右；在中國(guó)反滲透和納濾市場(chǎng)經(jīng)過(guò)十幾年工業(yè)化發(fā)展，目前年增長(zhǎng)率達(dá)30%以上。4．膜分離技術(shù)污水回用應(yīng)用實(shí)例-新加坡NEWater項(xiàng)目4.1項(xiàng)目背景新加坡近400萬(wàn)人口每天共消耗1.3百萬(wàn)噸水，但其水土資源有限，需從鄰國(guó)馬來(lái)西亞買(mǎi)水。在水消耗中，主要用于冷卻和清洗的工業(yè)用水量從1997年的30000m3/d上升到2000年的75000m3/d6，約占新加坡總需水量的5%。新加坡公用