[浅谈滤膜技术在水处理中的应用]pet 水处理过滤网滤膜

时间：2019-06-01 03:30:30　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　0引言　　膜技术是一门崭新的跨学科实用技术，膜分离过程是一种无相变、低能耗物理分离过程，具有高效、节能、无污染、操作方便和用途广等特点。半个世纪以来，膜技术已在许多领域中得到广泛地应用，被公认为是当代最有发展前途的高新技术之一。在水处理应用较多的仍属压力式的膜技术（微滤、超滤、纳滤和反渗透等），超滤膜从20世纪90年代得到广泛应用，其膜以中空形式居多，主要材质为聚醚砜、聚偏氟乙烯等高分子材料。
　　一、膜技术的工作原理及分类
　　这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。在压力驱动下，尺寸较小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，而尺寸较大的物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同大小组分的目的。其过滤的精度和滤膜本身的孔径大小有关。通常习惯把孔径较大的称为微滤，而较小的称为超滤，而“孔径”更小则是钠滤和反渗透。超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，平均孔径在3～100nm。超滤膜技术是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。其截留机理主要是筛分作用，但有时膜表面的化学特性(膜的静电作用)也起着截留作用。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及低分子量溶质通过，从而达到溶液的净化、分离、与浓缩的目的。反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐；微滤一般能够去除水中的细菌、灰尘，具有很好的除浊效果；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、胶体等。这些都是传统的过滤（如砂滤、多介质过滤等）无法实现的。这些膜分离的产品从功能上可以分为反渗透、超滤、微滤等；从形式上分为中空纤维、管式、卷式、平板式等；从材质上分PP、PE、PS、 PVDF、Nylon、PAN等多种；从操作方式上分为错流过滤和终端过滤两种，或者分为内压式、外压式等。这些膜产品能够具备优异的分离能力，是和它的结构及材料密不可分的。图2显示了聚合物膜材料的结构。
　　可见，各种形式的分离膜大都属于非对称的结构，即包括致密的皮层（真正起分离作用）和多孔的支撑层。这种结构既保证了良好的分离效果，又提高了膜通量，降低运行能耗，并抗污堵。这些因素使得分离膜产品最终能够实现大工业化的应用。
　　二、膜技术在水处理中的应用
　　2.1自来水处理
　　自来水深度处理崔崇威等人依据大庆水源水质特点确定优质桶装水的生产工艺为:自来水—多介质过滤—臭氧化—生物活性碳过滤—精密过滤—纳滤—臭氧紫外双重消毒—自动化灌装。纳滤浓水水质分析表明优于原水，提出将其回用于工艺中，结果表明:纳滤浓水的回用可以使桶装饮用水保留一部分人体所需的矿物质，同时提高水的硬度，达到优质桶装水的要求。组合工艺对有机污染物去除效率较高，出水高锰酸盐指数小于110mg/L，效果稳定。纳滤膜操作压力低，可使原水部分脱盐，阴离子截留率按NO3-、Cl-、F-、SO42-顺序递增；尤其对该地区水中含量较高的F-有良好的去除效果；阳离子截留率按Na+、K+、Mg2+、Ca2+顺序递增，对高价离子的去除率大于其对一价离子的去除率，对水中无机和有机污染物都具有独特的分离特性。针对磁场应用于自来水纳滤软化过程的初步研究表明:与同样条件下的对照实验相比，磁场的存在可以减缓纳滤膜通量衰减的速度。对膜面结垢的电镜分析发现，磁场引入纳滤膜过程可导致膜面结晶形态的改变。不加磁场的纳滤过程中，膜面上主要生成颗粒状的方解石；加磁场的纳滤过程中，膜面上针形文石的含量增高，且大多形成团簇结构。纳滤膜面上针形导磁极后在膜面上以S-N的结合次序形成链状结晶。
　　2.2地表水处理
　　地表水处理地表水的成分与其中的化学物质往往随着季节的变化或是雨后地表冲积物而变化，虽然在处理地表水的过程中我们主要去除的是有机物而不是硬度，纳滤膜仍然是很可靠的选择之一。分别以太湖水和淮河水为水源的两地水厂出厂水为研究对象，研究纳滤膜组合工艺对饮用水中可同化有机碳和致突变物的去除效果。研究表明，纳滤膜对可同化有机碳的去除率为80%，能确保饮用水的生物稳定性，对致突变物的去除率大于90%，使Ames实验结果由阳性转为阴性，对两地不同原水均能生产出安全优质的饮用水。
　　2.3海水处理
　　海水淡化技术经过半个世纪的发展，从技术上，已经比较成熟，大规模地把海水变成淡水已经在世界各地出现。目前主要的海水淡化方法有反渗透（SWRO）、多级闪蒸（MSF）、多效蒸发（MED）和压汽蒸馏（VC）等，而适用于大型的海水淡化的方法只有SWRO、MSF和MED。虽然现有淡化容量的70%是蒸馏法，主要是多级闪蒸，但近年来这种局面正在改变，反渗透法以其低投资费和低能耗迅速扩大市场。从19世纪60年代膜技术被用于解决这些国家的缺水问题，但许多反渗透海水淡化系统面临着膜污染严重的问题，主要因为反渗透系统的传统的预处理方法无法提供可靠的入水水质。因此，绝大多数淡化工厂，在远远低于其设计出水量的情况下工作，导致制水成本居高不下。国内外多个膜法海水淡化工程实际运行情况表明，超滤系统可以有效的控制海水水质，为反渗透系统提供高质量的入水。
　　三、结语
　　在国际中，超滤膜技术已得到了广泛应用。近10年来，我国的超滤膜技术有了很大的进展，但与国外产品相比差距仍然很大。问题主要表现在：生产现代化、产业化程度低，原料不规范，工艺参数未严格控制，产品质量不稳定;膜的品种少，应用范围小。所以只要我们要加强研发能力，努力推动膜技术产业的发展，依靠科技进步，提高产品质量，降低成本，增加品种，扩大应用面提高膜技术应用的工艺设计、系统成套能力，膜制备和膜组件水平，扩大膜品种及相关机电产品，就能使我国超滤膜得到广泛的发展，在水处理领域中发挥更大的作用。
　　
　　参考文献：
　　[1]微/超滤膜组合饮用水处理技术及工程应用芮曼
　　[2]膜生物反应器处理废水技术研究的进展吴自强

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