论文部分内容阅读
摘要：文章主要是介绍了膜分离技术的概述、膜技术在水处理中的应用两个方面的内容。
关键字：膜分离技术水处理应用
中图分类号： V444 文献标识码： A 文章编号：
一、膜技术的概述
（1）超滤膜技术：这是一种将压差作为驱动力，通过超滤膜高精度的截留性能分离固液或者对不同分子量的物质进行分级的膜技术，其主要的技术特点包括：可以同时对大分子或者胶体物质进行浓缩与分离。此项技术同反渗透相比较，其具有能耗低、操作压力低、设备投资与运行费用低、无相变、膜选择性高等优点，因此该技术广泛应用于生物技术、工业废水处理、食品、医药以及超纯水制备等各个领域。（2）渗透蒸发膜技术：渗透蒸发，是一种由压力驱动进行膜分离的过程，它主要利用液体内两种组分在膜里的扩散系数和溶解度间的差别，经过渗透和蒸发，实现分离的过程，该技术的设备投资与运行费用是相对较低的。虽然近年对渗透蒸发技术的研发进展较快，但其单独应用的经济性并不高。膜技术指的主要是将选择性的多孔薄膜作为分离的介质，让分离出的溶液依靠某种推力穿过膜，低分子的溶质通过膜，而截留大分子的溶质，以此分离出溶液里分子量不相同的物质，进而实现分离、纯化、浓缩的目标。当前，膜技术被大家公认为是最具发展潜力的科学技术之一。（3）反渗透膜技术：反渗透过程，顾名思义就是指渗透过程的反过程，其推动力是压力差，也就是经过在待分离液一旁加入高于渗透压的压力，以便使原液里的溶剂被挤压到半透膜的另外一侧。该项技术的主要特点包括膜选择性高、操作简便、不污染、易维修、结构紧凑、无相变、能耗低等等。（4）微滤膜技术：微滤膜将静压差作为推动力，通过筛网状的过滤介质膜进行筛分、分离。微滤膜是一种多孔的、表面均匀的薄膜，其特点包括过滤的精度高、过滤的速度快、膜孔径均一、吸附量少、无介质脱落等等，广泛地应用于去除细菌或微粒、食品及制药行业中进行除菌与净化、去除半导体行业中超纯水支配过程的颗粒、生物技术发酵液中制品的浓缩和分离等。
二、膜技术在水处理中的应用
（1）在给水处理方面的应用。在法国、美国等西方发达国家中，已经有越来越多的人在饮用运用膜技术所生产的饮用水了。尤其是对于淡水资源较为匮乏的地区，将处理后的污水、海水或者苦碱水作为直接性或间接性的饮用水源，已经成为有效拓展水资源供应量的重要方法之一，比如巴黎于 1993 年在郊区就建成一个纳滤净水厂，使用经传统处理的地表水来出产饮用水，这些地表水由三级纳滤处理系统进行加工，能够有效地去除内含的杀虫剂与 THAs 前体。而对于使用污水生产高质量饮用水的膜净水处理技术来说，当属美国丹佛市的膜技术水处理厂的成效最佳，该系统的反渗透装置具有去除有机污染物与总溶解性固体的重要作用。（2）在废水处理方面的应用。膜技术的研究与应用几乎能够涉及废水处理的每个领域，主要包括造纸、化工、食品或机械加工等领域的废水处理中。当前，随着污染的加剧与水资源的匮乏，公众对于水资源的再利用与深度处理的呼声不断增高，如何最有效地回收与利用现存的水资源已经成为我们需要重视的焦点问题，而废水作为一种水资源也日益受到公众的认可。同时，膜技术在处理废水方面的发展也要不断走向综合化、全面化，不断研发新型的膜技术过程，比如渗透汽化、仿生膜以及生物膜等。以上这些工作不仅能够有效地回收与利用水资源，更能推进废水处理的不断实现深度化，具有非常重要的社会效益、环境效益以及经济效益。（3）在特殊领域水处理方面的应用。运用膜技术方法处理放射性废水，该项
研究最终开始于 20 世纪的 60 年代初，其最先采用的是电渗析技术，现在又开发出了超滤与反渗透等新技术，这些技术在国内外许多工程中都有运用。另外，膜技术方法在处理垃圾填埋的渗滤液、含锌废水等特殊的废水处理领域中也获得了有效地应用。膜技术在废水处理中的应用，膜技术在废水处理方面的研究和应用几乎涉及到废水处理的各个领域，包括石油、化工、纺织、食品加工、造纸、医药、机械加工等行业的废水处理。近年来，随着环保意识的增强，人们对水的循环再利用、深度处理的要求增高，如何尽可能多地回收利用现有的水资源已成为人们关注的焦点。膜技术在废水处理中的应用也向综合利用方向转变，既可回收废水中有价值的资源，又推进了废水处理的深度，实现环境效益和经济效益达到了统一。
用中空纤维超滤装置在胜利油田河口水站对处理油田含油污水进行了实验，设计规模为
５ｔ／ｈ，滤后水中的悬浮固体含量为０．５６ｍｇ／Ｌ，含油量为０．５ｍｇ／Ｌ，可满足地渗透油层注水的水质要求。２００４年７月北京燕山石化２８８００ｔ／年的污水回用项目，采用超滤工艺。含重金属废水处理。Ｇ．Ｓｚｎｅｊｅｒ等用乳状液膜法处理含重金属锡的废水，取得了较好的效果。奥地利一家公司利用乳状液膜处理粘胶纤维厂含锌废水，能将含锌浓度为３５０ｍｇ／Ｌ富集倍数达１００以上。Ｍａｒｒ等利用乳状液膜处理粘胶纤维厂含锌废水，能够将废水中锌的质量浓度从３５０ｍｇ／Ｌ降至５ｍｇ／Ｌ，并已在中试的基础上进行了工业化。王士柱等建立规模的类似装置，在料液酸度较低的情况下，处理后锌的质量浓度可低质５ｍｇ／Ｌ，符合国家排放标准。此系统中既可处理污水，又可回收资源，根据Ｍａｒｒ及王士柱等估算，采用该技术回收１ｋｇ锌所需费用小于１ｋｇ锌的价格，可见环保效益与经济效益达到了统一。造纸废水。潘碌亭等采用无流动载体组成的乳状液膜法处理造纸黑液，取得了良好效果。朱潇潇等采用微滤预处理，再用纳滤膜处理造纸废水，微滤分离对溶解性有机物不能很好的去除，而在前处理中加入絮凝后，则能有效降低ＣＯＤ，纳滤膜能够很好的降低硬度，去除水中各种离子。有机废水。刘国光等用ＬＭＳ～２为表明活性剂、煤油为膜溶剂、石蜡为膜增强剂、内水相解吸劑为氢氧化钠溶液的乳状液膜体系处理醋酸质量浓度为为１０００ｍｇ／Ｌ的废水，在适宜的操作条件下，醋酸的提取率可达９６％以上。Ｗａｎｇ研究了用液膜法去除水溶液中的多种有机酸成分。其他废水处理。沈阳化工研究院所开发的液膜分离工艺从高浓度废水中回收可利用资源的技术于２０００年获国家科技进步二等奖，其研究主要着眼于用液膜分离工艺从农药废水中回收酚、从含吡啶废水中回收吡啶化合物、从含氰废水中回收氰化物，并采用液膜分离工艺处理染料废水，均取得了良好的效果。张力等采用超滤加反渗透的工艺对含氰废水进行二级处理，结果是对ＣＮ～的截留率高于８９％。李健等在对某针织厂印染废水的二级生化处理出水的水质进行研究后，采用微絮凝过滤加反渗透脱盐法进行处理，结果表明：反渗透系统出水水质达到《城市污水再生利用 工业用水水质》（ＧＢ／Ｔ１９９２３～２００５）标准，可回用于该厂生产中。某玉米加工厂采用厌氧消化超滤膜生物反应器处理玉米加 工 废 水，ＣＯＤ去 除 率 达 到９７％。丁 杭 军等采用一体式好氧中空纤维膜生物反应器处理医院污水，对ＣＯＤ、氨氮的平均去除率分别为８０％和９３％，出水水质良好。２０世纪９０年代，美国通用汽车公司采用外置错流管式超滤膜生物反应器处理工业和生活混合废水，系统出水ＣＯＤ和ＢＯＤ的质量浓度分别低于４００ｍｇ／Ｌ和１０ｍｇ／Ｌ。
三、结语：
随着社会经济的快速发展以及科学技术的不断更新，人们对于水资源的需求量必然会日益增大，对于水质的要求也会越来越高。然而，水资源却是日益匮乏与污染，因此膜技术必须更为广泛地应用于水处理中，只有这样才能适应社会经济的发展和人们需求的改变。
参考文献：
[1]张安辉，游海平．超滤膜技术在水处理领域中的应用及前景[J]．化工进展．2010（2）.
[2]赵文蓓，赵文蕾．膜分离技术在水处理中的应用与发展[J]．黑龙江水利科技．2011（6）.
[3]胡士英，赵得地，董晓微．膜技术在水处理中的应用[J]．新技术新工艺．2010（5）.
[4]孙垦，石岩，韩伟锋，杨崇豪．膜技术在城市污水回收利用中的适用性研究[J]．华北水利水电学院学报．2010（31）.
关键字：膜分离技术水处理应用
中图分类号： V444 文献标识码： A 文章编号：
一、膜技术的概述
（1）超滤膜技术：这是一种将压差作为驱动力，通过超滤膜高精度的截留性能分离固液或者对不同分子量的物质进行分级的膜技术，其主要的技术特点包括：可以同时对大分子或者胶体物质进行浓缩与分离。此项技术同反渗透相比较，其具有能耗低、操作压力低、设备投资与运行费用低、无相变、膜选择性高等优点，因此该技术广泛应用于生物技术、工业废水处理、食品、医药以及超纯水制备等各个领域。（2）渗透蒸发膜技术：渗透蒸发，是一种由压力驱动进行膜分离的过程，它主要利用液体内两种组分在膜里的扩散系数和溶解度间的差别，经过渗透和蒸发，实现分离的过程，该技术的设备投资与运行费用是相对较低的。虽然近年对渗透蒸发技术的研发进展较快，但其单独应用的经济性并不高。膜技术指的主要是将选择性的多孔薄膜作为分离的介质，让分离出的溶液依靠某种推力穿过膜，低分子的溶质通过膜，而截留大分子的溶质，以此分离出溶液里分子量不相同的物质，进而实现分离、纯化、浓缩的目标。当前，膜技术被大家公认为是最具发展潜力的科学技术之一。（3）反渗透膜技术：反渗透过程，顾名思义就是指渗透过程的反过程，其推动力是压力差，也就是经过在待分离液一旁加入高于渗透压的压力，以便使原液里的溶剂被挤压到半透膜的另外一侧。该项技术的主要特点包括膜选择性高、操作简便、不污染、易维修、结构紧凑、无相变、能耗低等等。（4）微滤膜技术：微滤膜将静压差作为推动力，通过筛网状的过滤介质膜进行筛分、分离。微滤膜是一种多孔的、表面均匀的薄膜，其特点包括过滤的精度高、过滤的速度快、膜孔径均一、吸附量少、无介质脱落等等，广泛地应用于去除细菌或微粒、食品及制药行业中进行除菌与净化、去除半导体行业中超纯水支配过程的颗粒、生物技术发酵液中制品的浓缩和分离等。
二、膜技术在水处理中的应用
（1）在给水处理方面的应用。在法国、美国等西方发达国家中，已经有越来越多的人在饮用运用膜技术所生产的饮用水了。尤其是对于淡水资源较为匮乏的地区，将处理后的污水、海水或者苦碱水作为直接性或间接性的饮用水源，已经成为有效拓展水资源供应量的重要方法之一，比如巴黎于 1993 年在郊区就建成一个纳滤净水厂，使用经传统处理的地表水来出产饮用水，这些地表水由三级纳滤处理系统进行加工，能够有效地去除内含的杀虫剂与 THAs 前体。而对于使用污水生产高质量饮用水的膜净水处理技术来说，当属美国丹佛市的膜技术水处理厂的成效最佳，该系统的反渗透装置具有去除有机污染物与总溶解性固体的重要作用。（2）在废水处理方面的应用。膜技术的研究与应用几乎能够涉及废水处理的每个领域，主要包括造纸、化工、食品或机械加工等领域的废水处理中。当前，随着污染的加剧与水资源的匮乏，公众对于水资源的再利用与深度处理的呼声不断增高，如何最有效地回收与利用现存的水资源已经成为我们需要重视的焦点问题，而废水作为一种水资源也日益受到公众的认可。同时，膜技术在处理废水方面的发展也要不断走向综合化、全面化，不断研发新型的膜技术过程，比如渗透汽化、仿生膜以及生物膜等。以上这些工作不仅能够有效地回收与利用水资源，更能推进废水处理的不断实现深度化，具有非常重要的社会效益、环境效益以及经济效益。（3）在特殊领域水处理方面的应用。运用膜技术方法处理放射性废水，该项
研究最终开始于 20 世纪的 60 年代初，其最先采用的是电渗析技术，现在又开发出了超滤与反渗透等新技术，这些技术在国内外许多工程中都有运用。另外，膜技术方法在处理垃圾填埋的渗滤液、含锌废水等特殊的废水处理领域中也获得了有效地应用。膜技术在废水处理中的应用，膜技术在废水处理方面的研究和应用几乎涉及到废水处理的各个领域，包括石油、化工、纺织、食品加工、造纸、医药、机械加工等行业的废水处理。近年来，随着环保意识的增强，人们对水的循环再利用、深度处理的要求增高，如何尽可能多地回收利用现有的水资源已成为人们关注的焦点。膜技术在废水处理中的应用也向综合利用方向转变，既可回收废水中有价值的资源，又推进了废水处理的深度，实现环境效益和经济效益达到了统一。
用中空纤维超滤装置在胜利油田河口水站对处理油田含油污水进行了实验，设计规模为
５ｔ／ｈ，滤后水中的悬浮固体含量为０．５６ｍｇ／Ｌ，含油量为０．５ｍｇ／Ｌ，可满足地渗透油层注水的水质要求。２００４年７月北京燕山石化２８８００ｔ／年的污水回用项目，采用超滤工艺。含重金属废水处理。Ｇ．Ｓｚｎｅｊｅｒ等用乳状液膜法处理含重金属锡的废水，取得了较好的效果。奥地利一家公司利用乳状液膜处理粘胶纤维厂含锌废水，能将含锌浓度为３５０ｍｇ／Ｌ富集倍数达１００以上。Ｍａｒｒ等利用乳状液膜处理粘胶纤维厂含锌废水，能够将废水中锌的质量浓度从３５０ｍｇ／Ｌ降至５ｍｇ／Ｌ，并已在中试的基础上进行了工业化。王士柱等建立规模的类似装置，在料液酸度较低的情况下，处理后锌的质量浓度可低质５ｍｇ／Ｌ，符合国家排放标准。此系统中既可处理污水，又可回收资源，根据Ｍａｒｒ及王士柱等估算，采用该技术回收１ｋｇ锌所需费用小于１ｋｇ锌的价格，可见环保效益与经济效益达到了统一。造纸废水。潘碌亭等采用无流动载体组成的乳状液膜法处理造纸黑液，取得了良好效果。朱潇潇等采用微滤预处理，再用纳滤膜处理造纸废水，微滤分离对溶解性有机物不能很好的去除，而在前处理中加入絮凝后，则能有效降低ＣＯＤ，纳滤膜能够很好的降低硬度，去除水中各种离子。有机废水。刘国光等用ＬＭＳ～２为表明活性剂、煤油为膜溶剂、石蜡为膜增强剂、内水相解吸劑为氢氧化钠溶液的乳状液膜体系处理醋酸质量浓度为为１０００ｍｇ／Ｌ的废水，在适宜的操作条件下，醋酸的提取率可达９６％以上。Ｗａｎｇ研究了用液膜法去除水溶液中的多种有机酸成分。其他废水处理。沈阳化工研究院所开发的液膜分离工艺从高浓度废水中回收可利用资源的技术于２０００年获国家科技进步二等奖，其研究主要着眼于用液膜分离工艺从农药废水中回收酚、从含吡啶废水中回收吡啶化合物、从含氰废水中回收氰化物，并采用液膜分离工艺处理染料废水，均取得了良好的效果。张力等采用超滤加反渗透的工艺对含氰废水进行二级处理，结果是对ＣＮ～的截留率高于８９％。李健等在对某针织厂印染废水的二级生化处理出水的水质进行研究后，采用微絮凝过滤加反渗透脱盐法进行处理，结果表明：反渗透系统出水水质达到《城市污水再生利用 工业用水水质》（ＧＢ／Ｔ１９９２３～２００５）标准，可回用于该厂生产中。某玉米加工厂采用厌氧消化超滤膜生物反应器处理玉米加 工 废 水，ＣＯＤ去 除 率 达 到９７％。丁 杭 军等采用一体式好氧中空纤维膜生物反应器处理医院污水，对ＣＯＤ、氨氮的平均去除率分别为８０％和９３％，出水水质良好。２０世纪９０年代，美国通用汽车公司采用外置错流管式超滤膜生物反应器处理工业和生活混合废水，系统出水ＣＯＤ和ＢＯＤ的质量浓度分别低于４００ｍｇ／Ｌ和１０ｍｇ／Ｌ。
三、结语：
随着社会经济的快速发展以及科学技术的不断更新，人们对于水资源的需求量必然会日益增大，对于水质的要求也会越来越高。然而，水资源却是日益匮乏与污染，因此膜技术必须更为广泛地应用于水处理中，只有这样才能适应社会经济的发展和人们需求的改变。
参考文献：
[1]张安辉，游海平．超滤膜技术在水处理领域中的应用及前景[J]．化工进展．2010（2）.
[2]赵文蓓，赵文蕾．膜分离技术在水处理中的应用与发展[J]．黑龙江水利科技．2011（6）.
[3]胡士英，赵得地，董晓微．膜技术在水处理中的应用[J]．新技术新工艺．2010（5）.
[4]孙垦，石岩，韩伟锋，杨崇豪．膜技术在城市污水回收利用中的适用性研究[J]．华北水利水电学院学报．2010（31）.