我国膜分离技术研究_生产现状及在水处理中的应用.pdfVIP

第 5 卷 第 6 期 环境科学进展 V o l. 5 , N o. 6 1 9 9 7 年 12 月 　　　A DV AN CE S IN EN V IRONM EN TA L SC IEN CE 　　　D ec . , 1 9 9 7 我国膜分离技术研究、生产现状 及在水处理中的应用 续曙光　李锁定　刘忠洲 ( 中国科学院生态环境研究中心, 北京 100085) 摘　要 本文介绍了我国液体分离膜技术, 主要是超滤、反渗透、微滤和电渗析的研究和开发现状 及在水处理中的应用。 关键词: 膜分离技术　水处理　应用 膜分离技术是用半透膜作选择障碍层, 允许某些组份透过而保留混合物中的其它组 份, 从而达到分离 目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理 效率高和省能等优点, 已作为一种单元操作 日益受到人们的重视。本文主要涉及液体膜技 术, 主要包括微滤、超滤、反渗透和电渗析等。 关于膜分离技术的重要性, 国外有关专家把膜技术的发展称为“第三次工业革命”, 日 本则把膜技术作为2 1世纪的基盘技术进行研究和开发。世界著名的化工与膜专家、美国国 家工程院院士、北美膜学会会长黎念之博士在访问我国化工部时说“要想发展化工就必须 发展膜技术”。由此可知, 膜分离技术对国民经济的发展扮演着十分重要的角色, 它的发展 前景十分广阔。 一、膜分离技术发展概况 电渗析技术是研究开发最成熟的膜技术之一, 我国的电渗析技术是从1957年中国科 学院化学所和上海医药工业研究院开展离子交换膜的研究开始的, 1964年解放军海军医 学研究所研制出小型苦咸水淡化器, 1966年上海化工厂正式生产聚乙烯异相交换膜, 为电 渗析大规模应用奠定了基础。目前, 电渗析技术已被广泛用于海水脱盐, 苦咸水淡化, 锅炉 用水, 制药用水, 化工用水和其它生产工艺用水等, 它的发展速度虽然比压力驱动膜过程 慢一些, 但总销售额占国内膜市场还相当大。 在压力驱动膜分离技术中, 微滤是被研究最早、目前应用最广泛的分离膜。1925年在 德国建立了世界第一个微孔滤膜公司: Sar to r iu s 专门生产与经销微滤膜。二次世界大战 后, 美国对微孔膜的制造技术和应用开展了广泛的研究, 以后成为世界微孔膜生产与应用 大国, 90年代初期占世界微孔膜市场的60% 。我国微孔膜研究与开发起步很晚, 目前在膜 6期　　　　　　　续曙光等: 我国膜分离技术研究、生产现状及在水处理中的应用　　　　　　　 73 品种、组件及应用等方面与国外有很大差距。 反渗透膜的研究发展比微孔膜晚得多, 1960年L o eb 和 Sou r irajan 制备出第一张具有 高透水性和高脱盐率的不对称反渗透膜。自那以后, 反渗透膜材料研究, 制膜技术研究, 组 件研究和开发应用等方面取得飞速进展。我国反渗透研究始于60年代, 70年代进入高潮 期。到80年代, 由于研究生产反渗透膜难度较大, 技术要求高和国内原材料质量等原因, 研 究力量有所减弱, 但仍有一些单位坚持研究和生产, 目前已有国产卷式和中空纤维组件生 产, 但品种局限于纤维素酯类, 复合膜正处于研究发展阶段。 随着反渗透膜及组件的发展, 超滤技术也迅速发展起来, 近年来, 以12%～ 14% 增长 率递增, 它的潜在市场很大。我国超滤技术研究初始是用醋酸纤维素做膜材料, 到1975年, 开始进行聚砜超滤膜和其它合成聚合物超滤膜的研究, 研究单位和人员数量大大增加, 在 80年代初开始出现较快增长势头, 90年代出现发展高潮, 目前涉及的膜材料有二十余种, 截留分子量从3000到几十万。我国在超滤膜研究方面并不比国外落后, 但由于化工原料品 种较少, 质量不十分稳定, 配件与配套设备水平较低, 所以在超滤膜品种、膜质量及设备方 面与国外尚有一定差距, 但这差距正在迅速减小。