膜分离技术在水处理中的应用及存在的问题.docVIP

膜分离技术在水处理中的应用 班级：环境工程10-1 姓名：王艳琪 学号 日期：2012/12/25 膜分离技术在水处理中的应用 摘要：本文介绍了膜分离技术的定义、分类、特点，综述了超滤、反渗透的原理及其工业应用，提出了膜分离发展过程中需要克服的一些问题 关键词：膜分离、超滤、反渗透。 引言 膜分离技术是在20世纪初出现，20世纪60 年代迅速崛起的一门分离新技术，膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法，与传统分离操作( 如蒸发、吸附、萃取、深冷分离等) 相比较，过程不发生相变，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单等特点，受到世界各技术先进国家的高度重视，我国投入大量资金和人力，促进膜技术迅速发展，使用范围日益扩大，广泛应用于纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化、锅炉脱盐水、含油废水等处理过程，给人类带来了巨大的环境和经济效益。本文中笔者将主要介绍膜分离技术在环境工程污水处理方面的几项应用做简单说明。 1、膜分离过程的定义及基本特征 膜分离是以具有选择性透过功能的薄膜作为分离介质，通过在膜两侧施加一种或多种推动力，使原料总的某些组分选择性的优先透过膜，从而达到混合物的分离和产物的提取、浓缩、纯化等目的。 膜分离过程有多种，不同的分离过程所采用的膜及施加的推动力不同。表1【1】列出了集中工业应用膜过程的基本特征及适用范围。 表1.几种工业化膜过程的基本特征 过程 膜类型 推动力 传递机理 透过物 截留物 微滤（0.05-10μm） 均相膜、非对称膜 压力差 筛分 水、溶剂溶解物 悬浮物微粒、细菌 超滤（0.001-0.05μm） 非对称膜、复合膜 压力差 微孔筛分 溶剂、离子及小分子 生物大分子 反渗透（0.0001-0.001μm） 非对称膜、复合膜 压力差 优先吸附、毛细孔流动 水、溶剂溶解物 溶剂、溶质大分子、离子 渗析 非对称膜、离子交换膜 浓度差 扩散 低相对分子质量溶质、离子 相对分子质量＞1000 电渗析 离子交换膜 电位差 反离子迁移 离子 同离子、水分子 膜电解 离子交换膜 电位差、电化学反应 电解质离子选择传递、电极反应 电解质离子 非电解质离子 气体分离 均相膜、复合膜、非对称膜 压力差、浓度差 筛分、溶解-扩散 气体 难渗气体 渗透汽化 均相膜、复合膜、非对称膜 压力差 溶解-扩散 蒸汽 难渗液体 与传统分离技术相比，膜分离技术具有以下特点： 膜分离过程不发生相变，与其他方法相比能耗较低，能量转化效率高； 膜分离可以在常温下进行，特别适于对热敏感物质的分离； 通常不需要投加其他物质，可节省化学药剂，并有利于不改变分离物质原有的属性； 在膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，有利于回收有价值的物质； 膜分离装置简单，可实现连续分离，适应性强，操作容易且比较易于实现自动控制。【2】 2、膜分离技术在水处理方面的主要应用 下面以超滤和反渗透为例介绍膜分离技术在水处理方面的应用： 2.1超滤 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程, 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、无机盐及小分子物质透过膜, 而阻止水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质通过，是目前保障饮用水微生物安全性的最有效的技术，故该技术常用于饮用水的净化；【3】在采用双膜法进行海水淡化和苦咸水淡化方面，超滤膜常作为反渗透的预处理系统，最终的出水水质优于饮用水标准；在分离前进行絮凝和常规过滤等预处理后可采用超滤的方法对造纸废水进行处理，膜分离法几乎适用于处理所有的制浆造纸废水，特别对于漂白废水的毒性、色度和悬浮物的去除有明显的效果；对于在工业废水中占有相当大比例的重金属废水，利用超滤不仅可以使废水达标排放，而且还可以回收有用物质；对于高浓度有机废水的处理，超滤膜技术发挥着越来越重要的作用，已在焦化废水、制药废水、制糖废水、含酚废水、乳化液废水、啤酒废水、味精废水等领域得到了广泛应用【4】。 超滤膜的研究重点今后应集中在如下方面: 开发以超滤为核心的组合水