膜技術的原理及技術特點

　　所謂"膜"指的是一種流體相內或兩種流體栩之間的一層凝聚相物質.它把流體分隔成兩個部分，并能使這兩個部分之間產生傳質作用。膜通常具有選擇透過性，即對流體相中的某一組分具有優先或選擇可稀性，可以便流體相中的一種或幾種物質透過，而不允許其它物質透過。水處理就是利用這種原理將水凈化的。膜技術的特點是:

　　1膜分離技術能耗低:在分離濃縮過程中， 不發生相變化，也沒有相變化的化學反應，因而不消耗相變能。

　　2.節省原材料和化學藥品:在膜分離過程 中，不需要從外界加入其它物質。

　　3濃縮與分離同時進行2在腹分離過程中.

　　一種物質得到分離，另一種(或一些)物質則被濃縮。

　　4.根據膜的選擇透過性和膜孔徑大小不同， 可以將不同位徑的物質分開，大分子和小分子的物質分開，筆耕文化傳播，因此使物質等到了純化而不改變它們原有的屬性。

　　5膜分離過程可在常溫下進行，而且工藝適 應性強，便于實現自動化控制。

　　2.常用水處理膜技術

　　飲用水深度凈化中常用的膜主要有四類:

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　　徽濾麟、超濾膜、納濾膜、反滲透膜。膜分離物質的必要前提是有能量作為驅動力，這四種膜在分離過程中的驅動力都是壓力。在壓力作用下溶劑和部分溶質能夠透過膜而其余組分被截留，組成了一個可分離從離子到徽章量的腕分離過程。

　　2.1反滲透腹技術及其應用

　　在各種膜分離技術中.反滲透技術是近年來國內應用最成功、發展最俠、普及最廣的一種。這種最初用于海水淡化，具有較高的脫鹽率和優良的處理效果，處理成本也低于電滲析法、冷凍法和多級閃蒸法等傳統海水淡化技術。反滲透技術的原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據離子、細菌等雜質不能透過半透蟆而將這些物質和水分離開來。反滲透膜通常由高分子材料經過特殊工藝制成，近年來反穆透膜已經從單一的醋酸纖維素非對稱膜發展到用芳香'醫院膠復合膜。

　　反滲透技術中使用的膜元件是將半透膜、導流層、隔網膜按一定順序粘合，并卷制于排孔中心管上。施加一定的壓力后，水從膜元件的一蝙進入隔網層，一部分水及少量的鹽類通過半透膜流到導流層內，再順著導流網的通道經中心管壁的徽孔流入中心排出，形成淡水。剩余水及大部分被濾過的物質形成濃縮水并經隔網層從膜元件的另一端排出。

　　反.透膜能從水癖液中分離和去除樁徑為零點幾個納米到幾個納米的離子及位子，也可以

　　去除低分子量和(100-5∞Dalton)和更大分手量的布機物，對水中絕大部分離子、元機物和有機物都有被高的去除率。目前反滲透..工業應用領域主要是大型鍋爐補給水、各種工業純水以及飲用水。除此之外.在電子、制藥、醫療、食品、飲料、化工、環保等行業的應用也形成了一定規模。反滲透的切割分子最為1∞Dalton左右，此時溶液的滲透壓較高，為了克服滲透壓，因而必須采用較高的壓力，一般為2-10MPa。

　　2.2納濾膜技術及其應用

　　納濾膜技術是20世紀80年代初繼典型的反滲透復合膜技術之后研制開發的一種新型分離膜技術，也是目前膜分離領域研究的熱點之一。納濾膜孔徑范圍介于反滲透膜和超濾族之間，約lm左右，對分子量介于2∞-1∞o之間的有機物和 離價、低價、陰離子元機物有較高的截留性能。納濾膜的表面分離層由囊電解質所構成，表面存在帶電基因，而且一傲是負電荷，具有電荷效應。對一價離子的截留率低，如NaCI一般低于90%0通過帶電基因靜電相互作用，納濾膜可以 阻礙多價離子的滲透，對二價或高價離子，特別是陰離子具有大于989島的截留率，因而在低壓力下仍具有較高脫鹽性能。

　　與反滲透技術相比.納濾踉分離過程具有操作壓力低，出水效率高，濃縮水排放較少等優點。從膜的結構上來看，納濾膜大多數是復合理膜，即膜的表層分離層和它的支撐層化學組成不同。雖然納濾膜的驅動力仍然為水壓，其操作壓力低于反滲透膜，約在0.4-1.5 MPa之間，一般在0.7MPa左右。

　　基T納濾膜上述結構特點，在生物化工、污水處理和飲用水制備等領就有著廣泛的應用，包括處理含溶劑的工業廢水，例如制糖、造紙、電鐮及化工反應催化劑等行業的污水處理，以及日化工業、石油工業、印刷工業廢水和含殺蟲劑污水等的處理。

　　2.3超濾膜技術及其應用

　　超濾膜技術過程是一種篩選分離過程，在靜壓差為驅動力的作用下，原斜液中的小溶質梳子從高壓的料液側透過膜到低壓倒，從而將大粒子組分隔離，使他們在榕液中的濃度增大，可有效去除顆粒狀物質，包括徽生物，如隱胞子蟲、賈第蟲、細菌和病毒，還可以通過一定程度地降低消毒副產物前體物濃度和限制消毒過程中氧化劑需求量來減少消毒副產物，消毒副產物團體物的降低是通過膜過濾前的混II或粉木活性炭預處理來實現。組濾膜具有選擇性表面層的主要因素是形成具有一定大小和形狀的孔，超濾過程中的截留機理包括在膜的麥麗機械截留，在膜孔中停留而被去除和在膜的表面和孔內被吸附等三種方式。

　　超濾技術普遍應用于多種工業水處理，如

　　藥劑處理、食品加工等方面，只是在近十幾年。對超濾技術的關注才轉向了飲用水處理方面，水質標準要求的提高，促進了超濾膜價格的下調和可以反沖沈的中空纖維形式的大型膜紐件與系統的發展，這種膜組件(纖維直徑0.5-1.5mm)與反滲透和納濾膜不間，不需要昂貴的去除顆位物的預處理.可以直接處理高懸浮固體濃度的原水.而且旗組件的設計隨處理水量的增加而更加優化，因為處理能力小的凈水廠通常采用單獨的膜組件，而在處理能力大的凈水廠通常由框架和共用的附屬設備組成，如今已有出48個腺組件組成的框架，從而使凈水廠的布局更加緊湊，土木工作量得以大大減少，基建費用降低。

　　越濾的發展趨勢有: (1)組件大型化、高效化創英寸以上直徑的、高通最大組件、集束化、設備化的超濾樓已經商業化。(2)大膜孔徑、中空絲的超徽濾膜化，這種膜元件除用傳統的飲用水、污水處理外.還越來越多地應用到反滲透的預處理過程中，用超濾或超徽濾膜代替傳統的砂濾、活性炭、徽濾是今后的一個新趨勢。

　　3.結束語

　　反滲透、納濾膜、超施膜和徽濾膜最初應用與工業用水、海水、苦咸水等的淡化和脫鹽處理等，今年來逐步應用于飲用水處理領域，現在已經廣泛地應用于去除水中的濁度、色皮、噢昧、消毒副產品前體物、徽生物、溶解性有機物等。盡管距離頭規模的應用還有一段時間，膜技術在凈水處理中具有廣闊的應用前景。目前而言，腹處理工藝較適合于小水量的凈水廠。當處理水量小于20∞Om3/d時，膜處理費用低于傳統處理工藝。通過不斷研發新的膜技術工藝，膜技術在凈水處理中應用會更加廣泛。

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