反滲透膜在生活用水凈化中的應用

1、反滲透膜在生活用水凈化中的應用摘要：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，可實現(xiàn)海水淡化、廢水的循環(huán)利用和對有用物質(zhì)回收等優(yōu)點.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)靜壓差為推動力而實現(xiàn)對液體混合物

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60年代，lobe和sourirajan采用相轉(zhuǎn)化法制備出第一張不對稱醋酸纖維素膜之后，反滲透膜技術(shù)才有了突破性的進展[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)，組件制備工藝簡單，放大效應小，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

3、處理和維護比卷式膜更為簡單[6].但國內(nèi)外對中空纖維反滲透膜的研究仍處在實驗研究階段，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.日東電工集團美國海德能公司已聯(lián)合推出增強型的污染卷式反滲透復合膜PROC10和低壓高脫鹽卷式反滲透復合膜CPA已在純水制備、廢水處理等方面得到廣泛應用.本文對反滲透膜在、純水生產(chǎn)、廢水處理及水凈化等領(lǐng)域的應用進行綜述。水是人們賴以生存和進行生產(chǎn)活

4、動必不可少的物質(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)濟的手段[7]每噸水耗電在5kWh以下最大的裝置處理能力達2.0105m3d同樣它也是苦咸水淡化最經(jīng)濟的方法每噸水耗電在0.5~3kWh最大的裝置處理能力達1.3105m3d。2000年在國家科技部重點科技攻關(guān)項目“日產(chǎn)千噸級反滲透海水淡化系統(tǒng)及工程技術(shù)開發(fā)”的支持下1000td級的反滲透海水淡化示范工程

5、先后在山東長島、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80年代歐美國家已將反滲透膜廣泛應用于生活用水的凈化處理，對循環(huán)排放水進行回收處理，產(chǎn)品水作為循環(huán)補充水或鍋爐補給水系統(tǒng)的水源，既不會對環(huán)境造成污染，也可以節(jié)約能源.北京京豐天然氣燃機聯(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聚酰胺復合反滲透膜對電廠循環(huán)排污水進行處理.超濾反滲透系統(tǒng)從2004年10月投運以來的各種分析數(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)一直運行良好，截留率97%，產(chǎn)水量68m3h，產(chǎn)水電導小于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，傳統(tǒng)的處理技術(shù)已經(jīng)較難達到排放要求[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)，同時濃水可回流至常規(guī)工序處理，實現(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)處理實際印染廢水，研究結(jié)果表明，

8、反滲透產(chǎn)水可達到城市工業(yè)用水回用標準，也可回用于大部分印染工序.反滲透膜的產(chǎn)水化學耗氧量（COD）均小于10mgL，電導率小于80μScm，其對有機物和無機鹽的去除率分別可達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，設備緊湊，易實現(xiàn)自動化，且不改變?nèi)芤旱奈锢砘瘜W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Cu2和Ni2離子截留率可以達到99.5%.鉻是皮革工業(yè)最常用和有效的化學試劑，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鉻含量由2700~5500mgL降至30mgL左右，但是不能滿足環(huán)境排放標準（液體工業(yè)：總鉻0.5~2.5mgL，六價鉻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，對制革廢水中三

10、價鉻的去除率大于95%.Bodalo[21]用6種反滲透膜對皮革工業(yè)的廢水進行處理，結(jié)果表明，反滲透膜可以有效地脫除皮革工業(yè)廢水中的鉻和有機物.2.4礦場酸性廢水處理由于強烈的化學和生物氧化作用，當降水或地下涌水流經(jīng)采礦場及廢石場后，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，不僅可以實現(xiàn)廢水達標排放，