膜技術(shù)的原理及技術(shù)特點(diǎn)

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

　　1膜分離技術(shù)能耗低:在分離濃縮過程中， 不發(fā)生相變化，也沒有相變化的化學(xué)反應(yīng)，因而不消耗相變能。

　　2.節(jié)省原材料和化學(xué)藥品:在膜分離過程 中，不需要從外界加入其它物質(zhì)。

　　3濃縮與分離同時(shí)進(jìn)行2在腹分離過程中.

　　一種物質(zhì)得到分離，另一種(或一些)物質(zhì)則被濃縮。

　　4.根據(jù)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(zhì)分開，大分子和小分子的物質(zhì)分開，筆耕文化傳播，因此使物質(zhì)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(jìn)行，而且工藝適 應(yīng)性強(qiáng)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

　　2.常用水處理膜技術(shù)

　　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(zhì)的必要前提是有能量作為驅(qū)動(dòng)力，這四種膜在分離過程中的驅(qū)動(dòng)力都是壓力。在壓力作用下溶劑和部分溶質(zhì)能夠透過膜而其余組分被截留，組成了一個(gè)可分離從離子到徽章量的腕分離過程。

　　2.1反滲透腹技術(shù)及其應(yīng)用

　　在各種膜分離技術(shù)中.反滲透技術(shù)是近年來國內(nèi)應(yīng)用最成功、發(fā)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(yōu)良的處理效果，處理成本也低于電滲析法、冷凍法和多級(jí)閃蒸法等傳統(tǒng)海水淡化技術(shù)。反滲透技術(shù)的原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)離子、細(xì)菌等雜質(zhì)不能透過半透蟆而將這些物質(zhì)和水分離開來。反滲透膜通常由高分子材料經(jīng)過特殊工藝制成，近年來反穆透膜已經(jīng)從單一的醋酸纖維素非對(duì)稱膜發(fā)展到用芳香'醫(yī)院膠復(fù)合膜。

　　反滲透技術(shù)中使用的膜元件是將半透膜、導(dǎo)流層、隔網(wǎng)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(jìn)入隔網(wǎng)層，一部分水及少量的鹽類通過半透膜流到導(dǎo)流層內(nèi)，再順著導(dǎo)流網(wǎng)的通道經(jīng)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(zhì)形成濃縮水并經(jīng)隔網(wǎng)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(diǎn)幾個(gè)納米到幾個(gè)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(jī)物，對(duì)水中絕大部分離子、元機(jī)物和有機(jī)物都有被高的去除率。目前反滲透..工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域主要是大型鍋爐補(bǔ)給水、各種工業(yè)純水以及飲用水。除此之外.在電子、制藥、醫(yī)療、食品、飲料、化工、環(huán)保等行業(yè)的應(yīng)用也形成了一定規(guī)模。反滲透的切割分子最為1∞Dalton左右，此時(shí)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(shù)及其應(yīng)用

　　納濾膜技術(shù)是20世紀(jì)80年代初繼典型的反滲透復(fù)合膜技術(shù)之后研制開發(fā)的一種新型分離膜技術(shù)，也是目前膜分離領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)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(duì)分子量介于2∞-1∞o之間的有機(jī)物和 離價(jià)、低價(jià)、陰離子元機(jī)物有較高的截留性能。納濾膜的表面分離層由囊電解質(zhì)所構(gòu)成，表面存在帶電基因，而且一傲是負(fù)電荷，具有電荷效應(yīng)。對(duì)一價(jià)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(jià)離子的滲透，對(duì)二價(jià)或高價(jià)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(shù)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(yōu)點(diǎn)。從膜的結(jié)構(gòu)上來看，納濾膜大多數(shù)是復(fù)合理膜，即膜的表層分離層和它的支撐層化學(xué)組成不同。雖然納濾膜的驅(qū)動(dòng)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在生物化工、污水處理和飲用水制備等領(lǐng)就有著廣泛的應(yīng)用，包括處理含溶劑的工業(yè)廢水，例如制糖、造紙、電鐮及化工反應(yīng)催化劑等行業(yè)的污水處理，以及日化工業(yè)、石油工業(yè)、印刷工業(yè)廢水和含殺蟲劑污水等的處理。

　　2.3超濾膜技術(shù)及其應(yīng)用

　　超濾膜技術(shù)過程是一種篩選分離過程，在靜壓差為驅(qū)動(dòng)力的作用下，原斜液中的小溶質(zhì)梳子從高壓的料液側(cè)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(zhì)，包括徽生物，如隱胞子蟲、賈第蟲、細(xì)菌和病毒，還可以通過一定程度地降低消毒副產(chǎn)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(chǎn)物，消毒副產(chǎn)物團(tuán)體物的降低是通過膜過濾前的混II或粉木活性炭預(yù)處理來實(shí)現(xiàn)。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(jī)理包括在膜的麥麗機(jī)械截留，在膜孔中停留而被去除和在膜的表面和孔內(nèi)被吸附等三種方式。

　　超濾技術(shù)普遍應(yīng)用于多種工業(yè)水處理，如

　　藥劑處理、食品加工等方面，只是在近十幾年。對(duì)超濾技術(shù)的關(guān)注才轉(zhuǎn)向了飲用水處理方面，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，促進(jìn)了超濾膜價(jià)格的下調(diào)和可以反沖沈的中空纖維形式的大型膜紐件與系統(tǒng)的發(fā)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(yù)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(shè)計(jì)隨處理水量的增加而更加優(yōu)化，因?yàn)樘幚砟芰π〉膬羲畯S通常采用單獨(dú)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(shè)備組成，如今已有出48個(gè)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(fèi)用降低。

　　越濾的發(fā)展趨勢有: (1)組件大型化、高效化創(chuàng)英寸以上直徑的、高通最大組件、集束化、設(shè)備化的超濾樓已經(jīng)商業(yè)化。(2)大膜孔徑、中空絲的超徽濾膜化，這種膜元件除用傳統(tǒng)的飲用水、污水處理外.還越來越多地應(yīng)用到反滲透的預(yù)處理過程中，用超濾或超徽濾膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂濾、活性炭、徽濾是今后的一個(gè)新趨勢。

　　3.結(jié)束語

　　反滲透、納濾膜、超施膜和徽濾膜最初應(yīng)用與工業(yè)用水、海水、苦咸水等的淡化和脫鹽處理等，今年來逐步應(yīng)用于飲用水處理領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于去除水中的濁度、色皮、噢昧、消毒副產(chǎn)品前體物、徽生物、溶解性有機(jī)物等。盡管距離頭規(guī)模的應(yīng)用還有一段時(shí)間，膜技術(shù)在凈水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。目前而言，腹處理工藝較適合于小水量的凈水廠。當(dāng)處理水量小于20∞Om3/d時(shí)，膜處理費(fèi)用低于傳統(tǒng)處理工藝。通過不斷研發(fā)新的膜技術(shù)工藝，膜技術(shù)在凈水處理中應(yīng)用會(huì)更加廣泛。

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