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膜法水处理技术研究


技术:膜法水处理技术研究
http://www.water.hc360.com2012 年 11 月 11 日 21:44 来源:中国污水处理工程网 T|T

膜分离技术是近 40 年来迅速崛起的 1 项高新技术,已发展成产业化的高效节能分 离过程和先进的单元操作过程。 目前已经成熟和不断研发出来的微滤、 超滤、 反渗透、 纳滤、 渗析、 电渗折、

气体分离、 渗透汽化、 无机膜等技术正在广泛用于石油、 化工、 坏保、 能源、 电子等行业中,并产生了明显的经济和社会效益,特别是它将对 21 世纪的工业技术改造, 起着重要的战略作用。下文介绍了几种膜法水处理技术。 (1)、微滤技术 微滤是所有膜法水处理技术中应用最普遍, 总销售额最大的 1 项技术, 主要用于制 药行业的过滤除菌; 高纯水的制备是目前微滤技术应用的第二大市场。 近年来在食品工业的 许多领域已实现工业化,可用于明胶和葡萄糖的澄清;替代传统的硅藻土过滤果汁,效果与 超滤相同; 还可回收啤酒渣和白啤除菌。 在饮用水生产和城市污水处理等方面具有潜在的市 场。可用于除去城市污水病毒,费用低于超滤。用于工业废水处理如从颜料中分离溶剂,从 含油废水中去除难处理的颗粒,从电镀废水中除去有毒的重金属如镉、汞等。燃料工业可用 于除油品的蜡和沥青质。此外,随着生物技术工业的发展,用来浓缩和分离发酵液中的生物 产品,微滤在这一领域的市场也将越来越大 (2)、渗透汽化技术 渗透汽化技术将对传统的蒸馏技术产生新的变革, 它以溶解扩散的机理进行组分的 传递,不受共沸体系影响,对共沸物的分离特别有效,主要用于有机溶剂脱水、水中少量溶 剂的脱除和有机/有机混合物的脱除。80 年代,国外最先实现工业化,德国 GFT 公司的交联 聚乙烯醇(PVA)膜,率先用于乙醇脱水,生产无水乙醇和异丙醇脱水等,现已建成 100 多 个工厂, 最大规模为 15×10 (上标 4) L/d/。 此外, 甲醇与 MTBF 的分离也接近工业化应用。 随着渗透汽化技术的发展。其他应用也将快速增长,特别是有机混合物的分离,将作为某些 精馏过程的替代和补充技术,在石化行业中会有广阔的应用前景。 (3)、无机膜 无机膜主要包括陶瓷膜、金属氧化物膜(如Υ -Al(下标 2)O(下标 3)、ZnO、TiO(下 标 2))和金属膜等,它适合在高压、高温、高粘度,高固体含量、高氯化物含量和苛刻 pH 条件下使用。 因此, 它在石油化工、 食品、 冶金、 环境工程、 生物工程等领域应用前景广阔。 我国的无机膜经过 5 年的努力,陶瓷微滤膜和超滤膜从无到有,初步实现了工业化生产,膜 材料的技术指标和膜装置的规模与自控水平均达到国际先进技术水平。 今后我国的无机膜将 在气体分离与净化, 以及通过无机膜与其他工艺结合, 改造传统工艺等方面发挥重要的作用, 逐渐形成以无机膜为核心的新集成应用技术。 (4)、超滤技术

1.工业废水处理超滤技术可用于回收电泳涂漆废水中的涂料, 现已广泛用于世界各 地的电泳涂漆自动化流水线上。 大型厂超滤设备膜面积达 150 平方米, 渗透流率为 3 平方立 米/h。现普遍用于金属加工、罐头听生产工业的含油废水处理,其他领域的含油废水处理过 程正在开拓。 还广泛用于纺织工业上浆材料 PVA 的回收和重复利用, 其大型厂超滤设备膜面 积达 10000 平方米,处理量为 60 立方立米/h。普遍用于胶粘剂工业中废液的处理,浓缩并 回收其中的笨乙烯、丁二烯、PVC 等胶乳。 在日本等国的某些造纸厂工业废液已采用超滤技术处理。 在采矿及冶金工业中处理酸性矿物 排出液,其渗透液可循环使用,浓缩液中可回收有用物质,超滤在这一领域的应用正日益受 到重视。 2.城市污水处理超滤技术已用于城市及家庭污水处理。 在新建的 500 户以上大的住 宅楼有可能实现小规模的水循环, 即用超滤处理过的生活污水冲洗厕所等, 可减少家庭用水 的 40%。电子工业集成电路生产和医药工业用水过程已广泛应用超滤技术,其主要采用中 空纤维组件,膜渗透梳率大,能耗低。 3.食品和医药工业乳清超滤回收其中的蛋白质, 是乳品工业中应用最大的一个领域, 每年以 20%的速率增长,其中大的超滤组件膜面积达 1800 平方米。牛奶经超滤可增加奶酪 得率,该工艺正逐步取代传统工艺,将有很大经济效益。国外广泛采用超滤技术澄清果汁, 我国尚未普及。 超滤用于屠宰动物血液成分回收将具有很大的市场, 技术上也是可行。 另外, 超滤已用于植物蛋白回收, 将推广至海藻等浮游生物蛋白的回收。 在医药和葡萄糖生产厂家 用于从发酵液中分离和浓缩具有生物活性的组分, 超滤具有能保持其生物活性及回收率高的 优点, 在这一领域的应用将随基因工程技术产业的增长而增长。 超滤技术已广泛用于浓缩葡 萄糖氧化酶、胰蛋白酶、凝乳酶、果胶酶激素的提取,还用于浓缩以基因工程菌生产的新物 质,如干扰素、生长激素、人血液中胰岛素提取血清白蛋白。具体参见 http://www.dowater.com 更多相关技术文档。 (5)、反渗透技术 反渗透技术已成为海水和苦咸水淡化、 纯水和超纯水制备及物料预浓缩的最经济手 段, 而且随着性能优良的反渗透膜及膜组件的工业化, 反渗透技术的应用范围从最初的脱盐 放大到电子、化工、医药、食品、饮料、冶金和环保等领域。随着该项技术的全面推广,反 渗透技术将成为 21 世纪解决缺水地区饮用水的主要手段。反渗透技术还可用于城市废水处 理、半导体及医药用水、发电厂和公用事业及冷凝塔泄料再循环。现正在开发反渗透技术在 化工和石油化工工艺用水的生产和再利用,废液处理,水、有机液体的分离,电镀漂洗水再 利用和金属回收。食品工业正用反渗透技术开发奶品加工、糖液浓缩、果汁和乳品加工、废 水处理、生产低度酒和啤酒。 (6)、纳滤技术 纳滤是在反渗透基础上发展起来的新型分离技术,虽然市场开拓的历史仅有 10 多 年,但它在水软化,抗生素、多糖、染料等的纯化分离和浓缩领域得到了较好的应用,可替

代或部分替代沉淀、蒸发和 pH 调节等工艺,成为生物制药和精细化工的重要高效节能单元 操作。用纳滤膜可去除水中三卤甲烷(THM)的前驱物,以防止水中 THM 的生成。在食品工 业中,日本已用于乳清浓缩,可将除盐、除乳糖和蛋白质浓缩同时进行,并已达到工业化水 平。还可用于食品脱色、氨某酸分离、多肽的纯化及浓缩。在废水处理方面,用纳滤膜对木 材制浆碱萃取阶段所形成的废液进行脱色,脱色率达 98%以上。用纳滤膜还可从酸性溶液 中分离金属硫酸盐和硝酸盐,其中对硫酸镍的截留率可达 95%。


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