膜技術(shù)在制水工藝中的應(yīng)用研究

（河北維爾康制藥有限公司，河北 石家莊 050033）

膜技術(shù)在制水工藝中的應(yīng)用研究

馮曉燕

（河北維爾康制藥有限公司，河北 石家莊 050033）

傳統(tǒng)的水處理過程中常采用混凝-沉淀-過濾-消毒的處理工藝，隨著飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，該工藝已經(jīng)不能滿足人們對飲用水的要求。膜處理技術(shù)是目前應(yīng)用最多的水處理技術(shù)。本文介紹了膜技術(shù)和膜分離技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，并且就膜技術(shù)在制水工藝中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

膜技術(shù)；分離技術(shù)；應(yīng)用

1 膜技術(shù)與膜分離技術(shù)

膜是一種能夠起到分子級別過濾作用的介質(zhì)，當(dāng)溶液或者氣體跟膜接觸時膜會對其起到相應(yīng)的過濾作用，允許某些物質(zhì)透過，其它物質(zhì)則被選擇性的攔截，實現(xiàn)溶液或者混合氣體中不同組分的過濾。從存在形式上來分，膜可以分為氣相、液相或者它們的組合。還可以分為均相的或者非均相的，對稱的或者非對稱的，中性的或者核電性的，其厚度一般在幾微米到幾毫米。

膜分離技術(shù)使將選擇性透過膜作為分類介質(zhì)，當(dāng)在膜兩側(cè)加上某種推動力時，原料側(cè)組分選擇性的透過膜，從而實現(xiàn)分離或提純的目的。目前常用的膜分離過程中微濾、超濾、反滲透、納濾、滲析、電滲析、氣體分離、滲透蒸發(fā)和液膜等八種，其中前四種方法的應(yīng)用較多，且其膜處理過程中用到的裝置及其流程都比較成熟。膜處理技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，通過不同的膜技術(shù)可以實現(xiàn)對水資源的凈化、脫鹽和去除水中有害物質(zhì)等[1-4]。膜技術(shù)是近些年來新興的一門分離技術(shù)，跟傳統(tǒng)的分離方法相比，膜技術(shù)具有能耗低、分離效果高、無二次污染以及工藝簡單等特點，在水處理、生物化工、食品工業(yè)、造紙工業(yè)以及制藥工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

隨著環(huán)境污染的加重，水資源短缺和污染程度也變得越來越厲害，因此必須加強(qiáng)對廢水的處理，目前在廢水處理過程中應(yīng)用較多的是膜處理技術(shù)。我國是一個嚴(yán)重缺水的國家，水資源非常匱乏，很多城市的生活和生產(chǎn)用水問題非常嚴(yán)重，隨著人們生活水平的提高，對生活用水的水質(zhì)問題也提出了更高的要求。因此通過膜分離技術(shù)解決目前生活和生產(chǎn)用水問題成為時代發(fā)展的必要。

（1）微濾在水處理中的應(yīng)用

微濾方法采用靜壓差作為推動力，利用網(wǎng)狀介質(zhì)的膜來實現(xiàn)對水中懸浮物、細(xì)菌類、微粒子以及大分子有機(jī)物的過濾。它可以作為污水處理二級出水的過濾單元，也可以跟活性污泥組合后成為MBR工藝[5]。微濾技術(shù)一直用來從生產(chǎn)半導(dǎo)體的液體中去除粒子，在制備純水的過程中可以作為最后一級的終端過濾手段，濾除水中的樹脂碎片或者細(xì)菌雜志等。在實際應(yīng)用中通常在微濾前設(shè)置相應(yīng)的預(yù)處理設(shè)施，以延長微濾膜的使用壽命。微濾膜對鹽類粒子沒有過濾作用，如果系統(tǒng)要求對水中的磷元素進(jìn)行處理時，則要添加相應(yīng)的化學(xué)除磷措施。

（2）超濾在水處理中的應(yīng)用

采用超濾技術(shù)可以實現(xiàn)對水中懸浮物、蛋白質(zhì)、膠體以及大分子有機(jī)物和微生物的過濾，具有操作壓力低，產(chǎn)水量大的特點。超濾膜工藝在水處理方面的應(yīng)用主要有：用超濾膜代替常規(guī)的沉淀過濾工藝除去水中的病毒和大腸桿菌；用超濾膜和混凝沉淀聯(lián)用工藝處理微污染源水；用混凝-粉末活性炭-超濾技術(shù)處理長江源水；用超濾膜工藝還可以實現(xiàn)對含油廢水和造紙黑液的處理。

（3）納濾在水處理中的應(yīng)用

納濾技術(shù)通常利用膜表面帶有的荷電基團(tuán)來實現(xiàn)對水中分子量為數(shù)百的有機(jī)小分子和有機(jī)物的分離。目前該技術(shù)主要用于飲用水和工業(yè)用水的純化以及廢水的凈化處理等。利用臭氧-生物活性炭-納濾工藝可以去除水中的TOC，去去除率能夠達(dá)到86%。納濾膜還可以作為一種物理消毒的手段來實現(xiàn)對水中細(xì)菌的處理，消除了化學(xué)消毒帶來的幅面危害。

（4）反滲透在水處理中的應(yīng)用

反滲透膜在進(jìn)行處理的過程中只允許水通過，而將離子物質(zhì)截留在膜外。在給水中，反滲透首先被應(yīng)用在苦咸水的淡化以及海水的脫鹽處理中，然后逐漸被應(yīng)用到高壓鍋爐供水、電子工業(yè)用水、飲用純水以及醫(yī)藥用水等的處理過程中；在廢水處理中，我們采用反滲透技術(shù)回收廢水中的重金屬和濃縮漂洗液等。

反滲透技術(shù)可以去除水中的大部分無機(jī)鹽，是制備高純水工藝中必不可少的一部分。在國外電子工業(yè)中常將反滲透技術(shù)與粒子交換技術(shù)相結(jié)合，而我國常采用電滲析-反滲透-粒子交換工藝來實現(xiàn)對電子工業(yè)用水的處理。反滲透膜在使用一段時間后會受水中懸浮物或者難容物質(zhì)的污染，影響反滲透膜的通量，影響分離效果，所以在應(yīng)用反滲透技術(shù)時必須要采用有效的措施提高反滲透膜的通過性能，降低其膜的污染程度。

3 膜處理技術(shù)存在的問題

在膜處理技術(shù)的應(yīng)用過程中，我們發(fā)現(xiàn)膜的污染是很難避免的。造成膜污染的原因和因素較多，通過分析我們發(fā)發(fā)現(xiàn)大部分是由于濃差極化和膜污染造成的。這是因為在液體通過膜表面時局部濃度增大引起邊界層流體阻力增加，導(dǎo)致傳質(zhì)推動力下降；另外由于長時間的使用，膜表面堆積了大量的微粒、膠體粒子或者溶質(zhì)分子等，導(dǎo)致膜表面以及膜孔的堵塞，膜阻壓力增大，膜滲透速率下降。為了增加膜處理技術(shù)的處理能力，我們要選擇那些親水性能好，膜污染程度輕的膜；還可以在水處理工藝中適當(dāng)調(diào)整水的pH值，以降低膜的污染程度。在膜技術(shù)的應(yīng)用過程中，其操作壓力、膜面的流動速度以及運(yùn)行溫度也直接影響著膜污染的程度，因此膜技術(shù)要想得到進(jìn)一步的發(fā)展就必須有效的解決上述問題。

結(jié)語

膜分離技術(shù)是目前水處理中的重要技術(shù)，在苦咸水、高氟水等劣質(zhì)水凈水處理中具有非常廣闊的應(yīng)用前景，可以從根本上解決制水工藝中存在的問題。但是在膜技術(shù)的應(yīng)用過程中也存在著一定的問題，在應(yīng)用時我們必須要妥善解決，從而加大膜處理技術(shù)在水質(zhì)凈化中的應(yīng)用。

[1]譚永文，張維潤，沈炎章.反滲透工程的應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J].膜科學(xué)與技術(shù)，2003，23（04）：114-119.

[2]李晶，岳恒，王建平，等.農(nóng)村飲水安全現(xiàn)狀分析及解決對策[J].中國水利，2006（11）：26-29.

[3]陳杰，陳清，陳良剛.膜技術(shù)在農(nóng)村飲水工程中的應(yīng)用[J].中國水利，2007（10）：219-221.

[4]羅兆龍.膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用[J].中國市政工程，2007（01）：44-45.

[5]鄭領(lǐng)英，王學(xué)松.膜技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：2-6.

TQ02 < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

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