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膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用及存在問題分析.doc
夏李斌 2009/7/25
摘要：本文介紹了膜分離技術(shù)在廢水處理、飲用水和高純水制備中的應(yīng)用，闡述了在分離過程中存在的問題及相關(guān)解決途徑。
關(guān)鍵詞：膜 膜分離 水處理
1 引言
膜分離技術(shù)是近年來在全球迅速崛起的一項新技術(shù)，近半個世紀以來,膜分離技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。膜分離技術(shù)作為新的分離凈化和濃縮方法，與傳統(tǒng)的分離操作相比,具有能耗低、分離效果高、無二次污染、工藝簡單的特點[1-2]，因此在水處理、生物化工、食品工業(yè)、造紙工業(yè)、制藥工業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[3-4]。
一些發(fā)達國家，膜分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域尤為廣泛。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計顯示：美國占50 % , 日本占18%，西歐占23% [5]。膜的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域如表1所示[6]。
表1.膜分離的工業(yè)應(yīng)用
工業(yè)領(lǐng)域 應(yīng)用
化學工業(yè) 有機物除去或回收，污染控制，氣體分離，藥劑回收和再利用
水處理 海水、苦咸水淡化，超純水制備，電廠鍋爐水凈化，廢水處理
食品及生化工業(yè) 凈化，濃縮，消毒，代替蒸餾，副產(chǎn)品回收
金屬工藝 金屬回收，污染控制，富氧燃燒
紡織及制革工業(yè) 余熱回收，藥劑回收，污染控制
造紙工業(yè) 代替蒸餾，污染控制，纖維及藥劑回收
醫(yī)藥工業(yè) 人造器官，控制釋放，血液分離，消毒
國防工業(yè) 艦艇淡水供應(yīng)，戰(zhàn)地污染水源凈化，野戰(zhàn)供水
2 在水處理中的應(yīng)用
目前，環(huán)境問題日趨嚴重, 其中較為突出的是廢水的處理。盡管廢水治理達標排放的方法很多，但不容置疑, 膜技術(shù)應(yīng)用最為普遍。我國水資源很貧乏,不少城市都存在用水嚴重緊張的問題, 同時隨著人民生活水平的提高,對水質(zhì)也提出更高的要求,希望能夠飲用到更優(yōu)質(zhì)的水。此外，海水的淡化處理和高純水的生產(chǎn)，這些都是社會發(fā)展的需要，以上問題我們都可以通過膜分離技術(shù)來解決。
2.1 廢水的處理
廢水處理一直是我國乃至世界在環(huán)保方面一直關(guān)注和亟待解決的問題，而膜處理技術(shù)在這方面能做到很好的處理，既能得到可達標的水源，又能有效的利用廢水中的有價成分。
徐新陽等人[7]報道了利用反滲透法處理垃圾填埋場滲瀝液，用反滲透膜處理后的滲瀝液，可同時去除有機和無機成分，濾過液可作為工藝循環(huán)水使用或排放。殘留液通過蒸發(fā),可以獲得固態(tài)廢物，這些廢物可返回填埋場進行填埋。申歡等[8]采用氨氮吹脫與厭氧工藝進行預(yù)處理后,采用膜生物反應(yīng)器法處理城市垃圾填埋場產(chǎn)生的滲瀝液,獲得了較好的效果。
紡織印染業(yè)工藝過程中會產(chǎn)生大量高鹽度(﹥5 %) 、高色度(數(shù)萬至十幾萬) 、高化學需氧量（CODCr數(shù)萬至十幾萬）、可生化性差的廢水[9]，經(jīng)過超濾只能部分去除色度、不能被去除小分子有機染料。所以超濾處理后還不能循環(huán)使用，不過經(jīng)過超濾后的滲透液可以達標排放，但如果再通過納濾處理就可以使廢水達到回用標準，納濾處理后，水在硬度、有機物濃度和色度等可以接近地下水的水平[7]。
造紙工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，也是投資大、能耗高、污染嚴重的行業(yè)。薛建軍等人[10]提出了用MAE單陽膜技術(shù)控制造紙黑液的污染，探討了這種膜技術(shù)從造紙黑液中回收氫氧化鈉等有用化學品的途徑；通過該技術(shù)不但能回收有用的化學品，還可將黑液的CODCr值從112000 mg/L 處置到2000 mg/L左右。
在鋼鐵工業(yè)的壓延、金屬切削、研磨以及石油煉制及管道運輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)經(jīng)常產(chǎn)生含油廢水，其特點是數(shù)量大，雜質(zhì)多。處理含油廢水的目的主要是除油同時去除COD及BOD。對含油廢水的膜處理主要是采用不同材質(zhì)的超濾膜和微濾膜進行。唐燕輝[10]等設(shè)計、組裝的膜處理裝置，考察了多種制膜方法，實驗表明用加壓制膜法制備的超濾膜(A4 膜) ，分離機械加工排放的含油污水時，可以使CODCr 從728.64 mg/L 降至87.8 mg/L, 含油質(zhì)量濃度從5000 mg/L 降至2.5 mg/L，脫除率分別達到87.95%和99.95%，分離后排水已達到國家規(guī)定的排放標準。
重金屬廢水也是常見的廢水之一，如電鍍、冶金、化工、電子、礦山等許多工業(yè)過程中都會產(chǎn)生含鎳、鉻、銅、鉛、鎘等金屬離子的廢水[11], 利用膜技術(shù)不僅可以使得廢水達標排放, 而且可以回收有用物質(zhì)。A.Hafiarle 等[12]對納濾分離鉻酸鹽進行了研究后指出, 使用TFC—S系列納濾膜替代常規(guī)方法去除溶液中的Cr( Ⅵ) 是可行的（未完，下一頁）
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