淺談膜分離技術(shù)及其在工業(yè)水處理中的應(yīng)用

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1、淺談膜分離技術(shù)及其在工業(yè)水處理中的應(yīng)用張榕1（1.北方重工集團(tuán)有限公司遼寧沈陽(yáng)110141）摘要：隨著膜技術(shù)深入硏究及制膜工藝的不斷改善，膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。木文首先對(duì)膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析，之后對(duì)膜分離技術(shù)的研究新進(jìn)展進(jìn)行闡述，最后對(duì)膜分離技術(shù)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用情況進(jìn)行了系統(tǒng)描述。關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù)；工業(yè)廢水膜分離技術(shù)是當(dāng)前促進(jìn)和保證社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)健技術(shù)之一，也是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)。膜分離技術(shù)是依據(jù)混合物的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的不同采用過(guò)篩的方法進(jìn)行物質(zhì)分離，借助經(jīng)過(guò)特殊殊制造的有選擇透過(guò)性的薄膜，通

2、過(guò)外力的推動(dòng)，對(duì)混合物進(jìn)行分離、提純、濃縮，是一種新型的分離技術(shù)。物質(zhì)進(jìn)入膜的速度受到多方面的影響，即進(jìn)入膜的速度、進(jìn)入膜表面擴(kuò)散到膜的龍眼及另一面的速度，也就是擴(kuò)散速度；物質(zhì)溶解速度是由被分離于膜材料二側(cè)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定的，其擴(kuò)散速度不僅與化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，還和物質(zhì)分子量的大小有關(guān)，分子量越小，其運(yùn)動(dòng)速度越大，通過(guò)膜所需的時(shí)間越短，如果混合物內(nèi)各組分通過(guò)膜的速度相差越大，它的分離效率就越高。1.膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)因?yàn)槟ぜ夹g(shù)具有節(jié)能、分離效率高、操作方便、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行工業(yè)廢水處理時(shí)己經(jīng)起著越來(lái)越重要的作用，也是21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ乃幚砀咝?/p>

3、技術(shù)之一。和傳統(tǒng)的其它水處理技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.1膜分離過(guò)程中能耗低和蒸憾、蒸發(fā)、吸收、萃取、吸附等分離過(guò)程相比，膜分離過(guò)程大多數(shù)都不產(chǎn)牛相變，這樣就不會(huì)產(chǎn)牛相變過(guò)程的能耗；此外通常膜分離過(guò)程都是在低溫或室溫條件下進(jìn)行，這樣被分離物的冷卻或加熱的能量損耗很少。反滲透法是典型的膜分離法，取40%水回收率，其與其它分離法的能耗情況比較如：反應(yīng)透、溶液萃取、冷凍的消耗的動(dòng)力(KW.h/m)分別為3.5、25.6.9.3,消耗的熱組(KJ/m)分別為16911、92048、33472。1.2膜分離效率高膜分離技術(shù)

4、可以對(duì)納米級(jí)(nm)的物質(zhì)進(jìn)行分離，而絮凝、沉淀、混凝等以重力為機(jī)理的分離技術(shù)分離的物質(zhì)最小極限是微米級(jí)(μm)o所以采用膜分離技術(shù)可以有效地去除水中的色度、嗅味、消除副產(chǎn)物前體和病毒、細(xì)菌及其它有機(jī)物等微生物，能夠使處理后的水質(zhì)明顯優(yōu)于其它水處理方法。1.3膜分離過(guò)程操作簡(jiǎn)單由于膜分離設(shè)備在常溫條件下工作，并且自身沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，所以維護(hù)方便，工作可靠度高,操作過(guò)程也十分簡(jiǎn)單。根據(jù)水質(zhì)的質(zhì)量要求進(jìn)行膜的選擇，可以提供可靠穩(wěn)定的水質(zhì)，經(jīng)處理后的水質(zhì)與原水水質(zhì)無(wú)關(guān)，與運(yùn)行環(huán)境也無(wú)關(guān)。1.4其它優(yōu)點(diǎn)膜處理技術(shù)用藥少，和傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比，該技術(shù)不

5、投加或者投入很少的藥劑，這樣從根源上避免了因加入化學(xué)藥劑出現(xiàn)的二次污染污染問(wèn)題；膜處理設(shè)備占地面積小，分離效率高，設(shè)備比較小，通常可以直接插入現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝流程中，不用對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行大的改變；膜分離技術(shù)便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因?yàn)槟ぜ夹g(shù)是借助壓力為推動(dòng)力，故易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。2.膜分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀隨著膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的廣泛應(yīng)用，膜分離技術(shù)也取得了很大的研究進(jìn)展，具有代表的膜分離技術(shù)最新研究進(jìn)展主要有電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾、膜蒸憾等。下面分別進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：電滲析是以直流電為驅(qū)動(dòng)力的物質(zhì)分離過(guò)程，借助陰陽(yáng)離子的交換膜對(duì)水溶液內(nèi)陰陽(yáng)離子的選

6、擇性透過(guò)，使一側(cè)水體內(nèi)的離子經(jīng)過(guò)膜滲透到另一側(cè)水體中；反滲透技術(shù)是以壓力為驅(qū)動(dòng)力,借助反滲透膜只可以透過(guò)水但不能透過(guò)溶質(zhì)的選擇透過(guò)性，從含有有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和微生物的水體內(nèi)，分離提取純水的物質(zhì)分離過(guò)程；超濾以壓力為驅(qū)動(dòng)力，借助不同孔徑的超濾膜對(duì)液體進(jìn)行物質(zhì)物理分離的篩分過(guò)程；納濾是以水壓為推動(dòng)力，它是介于超濾和反滲透之間，近幾年發(fā)展較快的一項(xiàng)膜技術(shù)；微濾的孔徑范圍通常為0.1?75μm,介于超濾和常規(guī)過(guò)程之間，它是一種精密的過(guò)濾技術(shù);膜蒸鐳過(guò)程是蒸發(fā)過(guò)程與膜技術(shù)相結(jié)合的新型分離技術(shù)，膜的側(cè)直接或間接地和冷的水溶液接觸，另一側(cè)和熱的待處理水溶液進(jìn)

7、行直接接觸，熱--側(cè)的水溶液內(nèi)的水在膜表面產(chǎn)生氣化后，氣態(tài)經(jīng)過(guò)膜孔滲透到冷一側(cè)，同時(shí)液相的水溶液被多孔疏膜阻擋在熱側(cè)，這樣就進(jìn)行了氣相水分離。3膜分離技術(shù)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用3.1在冶金與電鍍工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用工業(yè)廢水中很大一部分來(lái)自于冶金和電鍍廢水，電鍍和冶金工業(yè)廢水中含有較多的銅、鎳、鎘、鉛等金屬離子，采用膜技術(shù)不僅能使廢水達(dá)標(biāo)排放，還可冋收有用的物質(zhì)。X.Chai采用RO膜技術(shù)對(duì)含銅廢水進(jìn)行試驗(yàn)，效率為99%,銅濃度從340mg/L下降至4mg/L以下。李思芽等采用液膜技術(shù)處理含Cr(VI)高濃度(1500*10-6)廢水，經(jīng)二級(jí)處理后含C

8、r(VI)小于0.5*10-6,達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。梁淑萍等研究了膜技術(shù)處理含鉛廢水，闡述了在以P507-煤油-LMS-2-