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超濾膜在水質淨化過程中的應用
更新時間:2011-03-23   點擊次數:2485次

超濾是介於(yu) 微濾和納濾之間的一種膜過程,平均孔徑在3-100nm之間。超濾膜技術是一種能夠將溶液進行淨化、分離、濃縮的膜分離技術。其截留機理主要是篩分作用,但有時膜孔徑既比溶劑分子大,又比溶質分子大,故膜表麵的化學特性(膜的靜電作用)也起著截留作用。以膜兩(liang) 側(ce) 的壓力差為(wei) 驅動力,以超濾膜為(wei) 過濾介質,在一定的壓力下,當水流過膜表麵時,隻允許水及低分子量溶質通過,從(cong) 而達到溶液的淨化、分離、與(yu) 濃縮的目的。

飲用水處理
   20世紀末,由於(yu) 水環境汙染加劇,以及水質檢測技術的發展,出現了許多新的水質問題,如賈第蟲和隱孢子蟲(兩(liang) 蟲)問題、水蚤及紅蟲問題、藻類汙染加劇及臭味和藻毒素問題、水的生物穩定性問題等。為(wei) 此,世界各國都對飲用水製訂了更多的指標項目(100多項)和更嚴(yan) 格的水質衛生標準。但用常規處理(*代飲用水技術)加臭氧—活性炭深度處理(第二代飲用水技術)已不能滿足要求了,故超濾膜技術被引用,被稱之為(wei) 第三代飲用水技術。
超濾一般能去除水中包括水蚤、藻類、原生動物、細菌甚至病毒在內(nei) 的微生物,與(yu) 第二代處理工藝結合能充分發揮各工藝的優(you) 點,對水中的致病微生物、濁度、天然有機物、微量有機汙染物、氨氮等都有較好的處理效果,從(cong) 而滿足人們(men) 對水質越來越高要求。

廢水處理
   據超濾膜各項特點,無論在生活汙水還是在工業(ye) 廢水中都得到廣泛應用。生活汙水經過超濾使處理水質變好從(cong) 而進行回用,而工業(ye) 廢水中由於(yu) 一般技術不能達標,采用超濾技術能充分處理廢水。
(1).生活汙水處理
   城市汙水處理廠廢水,可采超濾膜技術進行處理,處理後的質較好,可用於(yu) 中水回用,且反應器占地麵積小,設備投資低。可泛應用於(yu) 小區中水回用。
(2).含油廢水的處理
   含油廢水存在的狀態分三種:浮油、分散油、乳化油。前兩(liang) 種較容易處理,可采用機械分離、凝聚沉澱、活性炭吸附等處理使又分降到很低。但乳化油含有表麵活性劑和起同樣作用的有機物,油分以微米級大小的離子存在於(yu) 水中,重力分離和粗粒化法都比較困難。超濾膜能達到目的,它使水和低分子有機物透過膜,從(cong) 而實現油水分離。例如油田含油廢水中通常油量為(wei) 100~1 000 mg/ L ,超過國家排放標準( < 10mg/ L) ,故排放前必須進行除油處理應用中空纖維超濾技術,在操作壓力為(wei) 0. 1 MPa ,汙水溫度40 ℃時,膜的透水速度可達60~120 L/(m2·h) ,可將原油200~1 000 mg/L的廢水處理後達到環境排放標準。
(3).食品工業(ye) 廢水處理
    食品工業(ye) 中牛奶、飲料、粉、酵母、豆腐、肉類等加工過中形成的廢水,含有大量的蛋質、澱粉、酵母、乳糖及脂肪等都有一定的回收價(jia) 值,而這類廢中的BOD和COD又較高,會(hui) 對環境成汙染。用一般生化法較難處理 且無法回收其中有用的物質,用濾法可以實現回收利用又達到淨廢水的目的。如采用中空纖維和管式超濾裝置處理蟹加工廢水時,入口壓力采用0.18MP,出口壓力采用0.12MP,濃縮倍數可達十倍,20L廢水濃縮液經離心幹燥可獲得180g的幹燥固體(ti) 、含40%的蛋白質和23%-45%的脂肪。
(4).電鍍廢水
   電鍍廢水的用水量高,其中的氰化物、六價(jia) 鉻、鎳、銅、鋅、鎘等重金屬離子具有很強的毒性,對人、動物和農(nong) 作物等都會(hui) 造成嚴(yan) 重的危害。電鍍廢水的特點是可生化性小,且裏麵的金屬離子難以被微生物吸收。目前國內(nei) 外治理電鍍廢水使用技術中,利用鐵氧化法處理電鍍廢水,雖然原料方便和價(jia) 廉,但是出水色感差、汙泥量大。利用電解法處理電鍍廢水,處理效果雖然較好,但是投資較大、耗電較多,處理成本持高不下。采用超濾膜和反滲透膜連用可以使鍍鎳廢水中的電導率、鎳、硝酸鹽和總有機碳的去除率分別為(wei) 97%,99.8%,95%和87%,通過超濾膜作為(wei) 預處理,反滲透膜的汙染明顯減少,並且反滲透膜的通量能提高30~50%。
(5).造紙廢水的處理
   造紙廢水處理堿回收中應用zui多的是燃燒法堿回收,此種方法不僅(jin) 不經濟,還沒有對有用的物質進行回收。超濾應用於(yu) 造紙廢水中,主要是對某些成分進行濃縮並回收,而透過的水又重新返回工藝中使用,主要回收的物質是磺化木質素,它可以再返回紙漿中被在利用,這樣就能創造較大的環境效益和經濟效益。
3.海水淡化
   中東(dong) 地區是水資源缺乏zui嚴(yan) 重的地方,從(cong) 十九世紀60年代膜技術被用於(yu) 解決(jue) 這些國家的缺水問題,但許多反滲透海水淡化係統麵臨(lin) 著膜汙染嚴(yan) 重的問題,主要因為(wei) 反滲透係統的傳(chuan) 統的預處理方法無法提供可靠的入水水質。因此絕大多數淡化工廠,在遠遠低於(yu) 其設計出水量的情況下工作,甚至有些工廠的出水量達不到zui初設計的30%。
小型淡化裝置的研究非常清楚的表明,超濾係統可以有效的控製海水水質,為(wei) 反滲透係統提供高質量的入水。長期試驗也表明,超濾係統的出水SDI值可以非常好的控製在2以下。這些測試在超濾係統前不必作任何預處理,並且適用各種海水水質。

在中,超濾膜技術已得到了廣泛應用,廣泛應用於(yu) 實驗室、研究所、生命科學及醫療技術應用等領域,通用電氣醫療集團生命科學部的業(ye) 務主要集中於(yu) 細胞和蛋白質組科學學的技術研究、生物醫藥製品,如疫苗、細胞治療產(chan) 品和抗體(ti) 的等

 

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