反滲透膜在生活用水凈化中的應(yīng)用

1、反滲透膜在生活用水凈化中的應(yīng)用摘要：反滲透膜過濾技術(shù)是一種高效、低能和易操作的液體分離技術(shù)，同傳統(tǒng)的水處理方法相比具有處理效果好，可實(shí)現(xiàn)海水淡化、廢水的循環(huán)利用和對(duì)有用物質(zhì)回收等優(yōu)點(diǎn).本文基于中空纖維反滲透膜技術(shù)的發(fā)展，研究其在生活用水凈化中的應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹了反滲透膜在純水制備、廢水處理、水凈化等方面的應(yīng)用，討論了反滲透膜的研究方向和發(fā)展前景.關(guān)鍵字：反滲透膜；純水生產(chǎn)；廢水處理：水凈化反滲透膜是以膜兩側(cè)靜壓差為推動(dòng)力而實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合物

2、分離的選擇性分離膜，其操作壓力一般為1.5~10.5MPa，反滲透膜只能通過溶劑（通常是水）而截留離子或小分子物質(zhì).20世紀(jì)60年代，lobe和sourirajan采用相轉(zhuǎn)化法制備出第一張不對(duì)稱醋酸纖維素膜之后，反滲透膜技術(shù)才有了突破性的進(jìn)展[1].反滲透膜的第二次突破是以界面聚合法制備高通量薄層復(fù)合膜的出現(xiàn)[24].中空纖維分離膜具有自支撐結(jié)構(gòu)，組件制備工藝簡(jiǎn)單，放大效應(yīng)小，在單位體積內(nèi)可提供更大的膜面積[5]，堆積密度比管式膜大，預(yù)

3、處理和維護(hù)比卷式膜更為簡(jiǎn)單[6].但國(guó)內(nèi)外對(duì)中空纖維反滲透膜的研究仍處在實(shí)驗(yàn)研究階段，目前還沒有商品化的中空纖維反滲透膜膜組件，市場(chǎng)上的反滲透膜大多是以界面聚合法制備的全芳香聚酰胺管式或卷式膜.日東電工集團(tuán)美國(guó)海德能公司已聯(lián)合推出增強(qiáng)型的污染卷式反滲透復(fù)合膜PROC10和低壓高脫鹽卷式反滲透復(fù)合膜CPA已在純水制備、廢水處理等方面得到廣泛應(yīng)用.本文對(duì)反滲透膜在、純水生產(chǎn)、廢水處理及水凈化等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行綜述。水是人們賴以生存和進(jìn)行生產(chǎn)活

4、動(dòng)必不可少的物質(zhì)條件。由于淡水資源日益缺乏世界上反滲透水處理裝置的能力已達(dá)到每天數(shù)百萬噸?，F(xiàn)在采用反滲透膜淡化海水制取飲用水已成為最經(jīng)濟(jì)的手段[7]每噸水耗電在5kWh以下最大的裝置處理能力達(dá)2.0105m3d同樣它也是苦咸水淡化最經(jīng)濟(jì)的方法每噸水耗電在0.5~3kWh最大的裝置處理能力達(dá)1.3105m3d。2000年在國(guó)家科技部重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“日產(chǎn)千噸級(jí)反滲透海水淡化系統(tǒng)及工程技術(shù)開發(fā)”的支持下1000td級(jí)的反滲透海水淡化示范工程

5、先后在山東長(zhǎng)島、浙江嵊泗建成[8]。1純水生產(chǎn)純水在人們的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用日益突出，飲用純水的品質(zhì)已成為影響人們的生活水平及健康狀況的重要因素；另外，對(duì)燒堿及制藥工業(yè)來說，水質(zhì)的好壞也直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量.1.1飲用水生產(chǎn)20世紀(jì)80年代歐美國(guó)家已將反滲透膜廣泛應(yīng)用于生活用水的凈化處理，對(duì)循環(huán)排放水進(jìn)行回收處理，產(chǎn)品水作為循環(huán)補(bǔ)充水或鍋爐補(bǔ)給水系統(tǒng)的水源，既不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，也可以節(jié)約能源.北京京豐天然氣燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)電廠[

6、15]，選用荷蘭諾芮特公司生產(chǎn)的SXL225FSFC0.8mm中空纖維超濾膜元件和陶氏公司生產(chǎn)的BW30400FR聚酰胺復(fù)合反滲透膜對(duì)電廠循環(huán)排污水進(jìn)行處理.超濾反滲透系統(tǒng)從2004年10月投運(yùn)以來的各種分析數(shù)據(jù)顯示，超濾出水水質(zhì)完全滿足反滲透進(jìn)水要求，產(chǎn)水濁度小于0.02NTU，產(chǎn)水密度污染指數(shù)（SDI）小于0.7；反滲透系統(tǒng)一直運(yùn)行良好，截留率97%，產(chǎn)水量68m3h，產(chǎn)水電導(dǎo)小于40μScm，回收率大于60%.2.2印染廢水處理印

7、染廢水具有高COD、高色度、高鹽度等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的處理技術(shù)已經(jīng)較難達(dá)到排放要求[16].印染行業(yè)用水量大，隨著水資源日益短缺和水費(fèi)不斷上漲，廢水回用技術(shù)正在逐步推廣，反滲透膜不僅可有效去除有機(jī)物、降低COD，且具有很好的脫鹽效果，使得脫除COD、脫色、脫鹽能在一步完成[17]，其出水品質(zhì)高，能直接回用于印染環(huán)節(jié)，同時(shí)濃水可回流至常規(guī)工序處理，實(shí)現(xiàn)廢水零排放和清潔生產(chǎn).曾杭成等[18]采用超濾和反滲透雙膜技術(shù)處理實(shí)際印染廢水，研究結(jié)果表明，

8、反滲透產(chǎn)水可達(dá)到城市工業(yè)用水回用標(biāo)準(zhǔn)，也可回用于大部分印染工序.反滲透膜的產(chǎn)水化學(xué)耗氧量（COD）均小于10mgL，電導(dǎo)率小于80μScm，其對(duì)有機(jī)物和無機(jī)鹽的去除率分別可達(dá)99%和93%以上.2.3重金屬廢水處理用反滲透技術(shù)處理含重金屬的廢水不需投加藥劑，能耗低，設(shè)備緊湊，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，且不改變?nèi)芤旱奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì).MohsenNiaa等[19]采用CSM公司生產(chǎn)的RE2012100反滲透膜（截留率96%），可以有效脫除廢水中的Cu2和

9、Ni2離子，通過加入螯合劑Na2EDTA，對(duì)Cu2和Ni2離子截留率可以達(dá)到99.5%.鉻是皮革工業(yè)最常用和有效的化學(xué)試劑，但是鉻是具有高毒性的重金屬，因此必須除去.傳統(tǒng)的沉淀法可以將制革廢水的三價(jià)鉻含量由2700~5500mgL降至30mgL左右，但是不能滿足環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)（液體工業(yè)：總鉻0.5~2.5mgL，六價(jià)鉻0.1mgL；飲用水：總鉻10μgL）.Covarrubias等[20]利用FAU陶瓷反滲透膜處理制革廢水，對(duì)制革廢水中三

10、價(jià)鉻的去除率大于95%.Bodalo[21]用6種反滲透膜對(duì)皮革工業(yè)的廢水進(jìn)行處理，結(jié)果表明，反滲透膜可以有效地脫除皮革工業(yè)廢水中的鉻和有機(jī)物.2.4礦場(chǎng)酸性廢水處理由于強(qiáng)烈的化學(xué)和生物氧化作用，當(dāng)降水或地下涌水流經(jīng)采礦場(chǎng)及廢石場(chǎng)后，產(chǎn)生大量含Cu2、Fe2、Fe3及其它金屬離子的酸性廢水.目前常用的礦山酸性廢水治理方法有中和法、萃取法、人工濕地、微生物法以及膜處理方法等[22].通過反滲透法處理礦山酸性廢水，不僅可以實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，