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第一章膜分离技术第一节膜分离技术简介第二节膜分离技术的分类与应用第三节膜生物反应器第四节膜污染与膜清洗第一节膜分离技术简介一、膜分离技术的发展史膜技术被认为是“二十一世纪的水处理技术”1784年法国学者阿贝·诺伦特（Abbe Nollet）发现，水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内，首次揭示了膜分离现象，并首创了“osmosis”一词，用来描述水通过半透膜的渗析现象。
1958年我国开始进行离子交换膜的研究，并对电渗析法淡化海水展开了试验研究。
1968年，Smith等将好氧活性污泥法与超滤膜相结合，用于处理城市污水，并报导该工艺具有减少活性污泥产量、保持较高活性污泥浓度。
“无论进水如何，都能保证出水水质较高”！膜技术在给水和污废水处理中的应用受到了普遍重视，原因有以下几点：①更严格水质标准的要求；②现存水源的不足和水质的恶化；③污废水回收和再利用的要求；④设备占地面积小，能降低投资成本；⑤随着膜技术的发展，操作和维修成本不断降低。
膜应具备以下多种性能：（1）单位面积上透水量大；（2）机械强度好；（3）化学稳定性好，耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀；（4）结构均匀，使用寿命长，性能衰降慢；（5）制膜容易，价格便宜，原料充足。
二、膜分离的概念与其分类1、膜以及膜分离的概念膜：两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。
膜可以是固态的，也可以是气态的和液态的。
膜分离：在某种推动力作用下，利用膜的选择透过性能，达到分离混合物（如溶液）中离子、分子以及某些微粒的过程。
2、膜分离的分类①按分离机理进行分类反应膜、离子交换膜、渗透膜等②按膜的形态分类均质膜、非对称膜③按膜的结构型式分类平板型、管型、螺旋型及中空纤维型④按膜的材料性质分类生物膜（天然膜）和合成膜（有机膜和无机膜）⑤按孔径的不同分类微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜三、膜材料及膜组件1、基础膜材料广泛用于废水处理的膜材料主要是由有机高分子材料制成的，如聚烯烃类、聚乙烯类、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。
污水处理中的膜分离技术污水处理一直是环保领域的重要议题，而膜分离技术因其高效、环保的特点，在污水处理过程中得到了广泛应用。
本文将介绍污水处理中的膜分离技术的原理与应用。
一、膜分离技术的原理膜分离技术是利用半透膜来分离物质的一种方法，通过半透膜对溶液进行筛选和分离，使得溶液中的一种或多种成分被分离出来。
膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤和逆渗透等几种。
1. 微滤微滤是一种物理过程，通过微孔膜对溶液进行过滤和分离。
该技术可以有效去除水中的悬浮物、细菌和大颗粒物质等。
微滤的孔径一般在0.1-10微米之间。
2. 超滤超滤是一种在微滤和纳滤之间的分离过程，通过超滤膜分离溶液中的大分子有机物、胶体颗粒和微生物等。
超滤的孔径一般在0.001-0.1微米之间。
3. 纳滤纳滤是一种通过纳滤膜对溶液中的水分子和小分子溶质进行选择性分离的过程。
纳滤的孔径一般在0.001-0.01微米之间，可以去除水中的溶解性无机盐和有机物。
4. 逆渗透逆渗透是一种通过逆渗透膜对溶液进行高效分离的过程，可以有效去除水中的离子、有机物、微生物和胶体等。
逆渗透的孔径一般在0.0001-0.001微米之间。
二、膜分离技术的应用膜分离技术在污水处理中有广泛的应用，可以解决污水处理过程中的水质净化、回用和浓缩等问题。
1. 污水净化膜分离技术可以有效去除污水中的悬浮物、细菌、有机物和重金属等，使得污水得到净化。
通过微滤、超滤和纳滤等膜分离技术，可以将污水中的杂质分离出来，使水质能够达到排放标准。
2. 水的回用膜分离技术可以实现污水的回用，将处理后的污水再次利用。
通过逆渗透和超滤等膜分离技术，可以将处理后的污水中的溶解性物质和微生物去除，得到清洁的水源，用于农田灌溉、城市景观和工业生产等领域。
3. 浓缩处理膜分离技术可以对污水中的有价值成分进行浓缩处理，提高资源的利用率。
通过逆渗透和纳滤等膜分离技术，可以将污水中的溶解性无机盐和有机物浓缩，得到高浓度的溶液或浓缩物，从而便于后续的资源回收和利用。
膜分离法污水处理技术膜分离法污水处理技术随着人类社会的发展和人口的快速增长，废水排放问题成为全球面临的重要环境挑战之一。
传统的污水处理方法往往无法有效去除废水中的有害物质，降低水质污染。
而膜分离法污水处理技术作为一种先进的处理方法，因其高效、可靠和环保等特点，逐渐成为解决废水排放问题的重要手段。
膜分离法通过使用孔径不同的膜材料，将废水中的溶质和溶解物质与水分离，从而实现废水中污染物的去除。
它主要包括微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。
这些膜材料可以根据需要选择不同的过滤级别，从而去除不同粒径和种类的污染物。
膜分离法的污水处理过程不需要添加任何化学药剂，避免了二次污染和药剂残留的问题，同时也减少了处理成本。
在膜分离法污水处理技术中，最常见的是微滤膜和超滤膜。
微滤膜是一个具有开孔结构的膜材料，其孔径介于0.1-10微米之间。
它可以有效过滤大颗粒物质、胶体物质和悬浮物等，具有高通量和抗污染能力强的特点。
超滤膜的孔径范围介于0.001-0.1微米之间，可以去除微小的有机物质、细菌、病毒和胶体颗粒等。
超滤膜的应用广泛且效果显著，因此被广泛应用于饮用水处理、废水深度处理和工业废水回用等方面。
膜分离法污水处理技术的应用具有许多优势。
首先，膜分离法能够去除废水中的细菌、病毒等微生物，有效防止水源污染，提高水质安全性。
其次，膜分离法对不同尺寸的污染物有较高的拦截效果，可以高效去除废水中的悬浮物、颗粒物等，提高废水的净化效果。
此外，膜分离法还可以进行废水的浓缩和固液分离，减少废水处理后的体积和处理成本。
另外，膜分离法的操作过程相对简单，设备占地面积小、运行稳定可靠，具有较低的维护成本和管理难度。
然而，膜分离法污水处理技术也存在一定的挑战和问题。
首先，膜分离法的膜材料相对脆弱，容易受到污染物的堆积和膜污染的影响，需要定期清洗和维护。
其次，膜分离法的成本较高，对设备要求严格，需要投入较大的资金和技术支持。
另外，膜分离法对水质的要求相对较高，废水的预处理工作较为繁琐，否则容易导致膜的堵塞和短寿命。
污水处理工程膜分离法技术规范1 适用范围本标准规定了膜分离法污水处理工程的设计参数、系统安装与调试、工程验收、运行管理，以及预处理、后处理工艺的选择。
本标准适用于以膜分离法进行污水处理及深度处理回用的工程，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。
本标准所指膜分离法为：微滤、超滤、纳滤及反渗透膜分离技术。
本标准不适用于以膜生物反应器法和荷电膜进行污水处理及回用的膜分离工程。
2 规范性引用文件本标准内容引用了下列文件中的条款。
凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
GB 50235 工业金属管道工程施工及验收规范GB/T 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 3797 电器设备第1 部分：装有电子器件的电控设备GB/T 5226.1 机械安全机械电器设备第1 部分：通用技术条件GB/T 12469焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级GB/T 19249反渗透水处理设备GB/T 20103膜分离技术术语HJ/T 270 环境保护产品技术要求反渗透水处理装置JB/T 2932 水处理设备技术条件HG 20520 玻璃钢/聚氯乙稀(FRP/PVC)复合管道设计规定建设项目竣工环境保护验收管理办法［国家环境保护总局令第13 号］3．术语和定义《膜分离技术术语》GB/T 20103 规定的术语及下列术语和定义适用于本标准。
3.1 膜分离法以压力为驱动力，以膜为过滤介质，实现溶剂与溶质分离的方法。
3.2 膜降解指膜被氧化或水解造成膜性能下降的过程。
3.4 膜结垢指盐类的浓度超过其溶度积在膜面上的沉淀。
4 设计水质与膜单元适宜性4.1 进水水质要求4000-717-999 4.1.1 在设计膜系统时，应符合进水要求，选择合适的膜元件。
4.1.2 内压式中空纤维微滤、超滤系统进水，水质要求可参考表1。
膜分离法污水处理技术膜分离法污水处理技术一、引言随着人口和工业的不断增长，污水成为一个日益严重的环境问题。
传统的污水处理方法往往存在着处理能力低、占地面积大、能源消耗高等问题。
而膜分离法作为一种高效、节能、环保的污水处理技术，正逐渐受到人们的关注和应用。
二、膜分离法概述膜分离法是指利用微孔膜或渗透膜对污水中的有害物质进行过滤、分离和浓缩的技术。
根据膜材料的不同，可以将其分为微孔膜和渗透膜两种类型。
微孔膜是一种孔径较小的膜，可以通过物理或化学方法将污水中的悬浮物、胶体、微生物和部分有机物去除。
而渗透膜则是依靠分离层的选择性渗透效应将污水中的溶解物、无机盐和有机物分离。
三、常用膜分离法污水处理技术1. 微滤膜法微滤膜法是一种利用孔径为0.1-10μm的微孔膜进行过滤的技术。
通过微滤膜可以有效去除污水中的悬浮物、胶体和微生物等大颗粒物质。
微滤膜法具有工艺简单、设备操作方便、膜寿命较长等优点，适用于饮用水的预处理、医药行业的水质净化等领域。
2. 超滤膜法超滤膜法是一种利用孔径为0.001-0.1μm的超滤膜进行分离的技术。
超滤膜可以有效去除污水中的胶体、蛋白质、微生物等物质，同时还能保留溶解物和低分子量有机物。
超滤膜法被广泛应用于饮用水的处理、垃圾渗滤液的处理、印染废水的处理等领域。
3. 逆渗透膜法逆渗透膜法是一种利用孔径为0.0001-0.001μm的逆渗透膜进行分离的技术。
逆渗透膜具有较高的选择性，可以除去污水中的溶解物、无机盐、有机物等物质。
逆渗透膜法被广泛应用于海水淡化、工业废水处理、饮用水处理等领域。
四、膜分离法的优势与挑战1. 优势：膜分离法具有高效、节能、环保等优点。
相比于传统的沉淀、过滤等处理方法，膜分离法处理效果更好，剩余浸出物也更干净，且所需能源较少。
2. 挑战：膜分离法的挑战主要来自于膜污染问题。
由于污水中存在有机物、微生物和胶体颗粒等，在膜表面容易形成污垢，影响膜的通量和使用寿命。
HJ 中华人民共和国国家环境保护标准HJ 579-2010膜分离法污水处理工程技术规范Technical Specifications for Membrane Separation Processin wastewater treatment本电子版为发布稿。
请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。
2010-10-12 批准 2011-01-01 实施环境保护部发布目 次目 次 (I)前 言 (II)1适用范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 设计水质与膜单元适宜性 (2)5 预处理 (3)6 膜分离法污水处理系统设计 (4)7 系统安装与调试 (8)8 工程验收 (9)9 运行管理 (10)附录A（资料性附录）原水分析表 (11)附录B（资料性附录）系统设计资料 (12)附录C（资料性附录）膜元件污染与化学清洗 (13)前 言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》，规范膜分离法污水处理工程建设与运行管理，防治环境污染，保护环境和人体健康，制定本标准。
本标准规定了膜分离法污水处理工程的设计参数、系统安装与调试、工程验收、运行管理以及预处理、后处理工艺的选择。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。
本标准主要起草单位：江西金达莱环保研发中心有限公司、华中科技大学、北京市环境保护科学研究院。
本标准环境保护部2010年10月12日批准。
本标准自2011年1月1日起实施。
本标准由环境保护部解释。
膜分离法污水处理工程技术规范1适用范围本标准规定了膜分离法污水处理工程的设计参数、系统安装与调试、工程验收、运行管理，以及预处理、后处理工艺的选择。
本标准适用于以膜分离法进行污水处理及深度处理回用的工程，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。
本标准所指膜分离法为：微滤、超滤、纳滤及反渗透膜分离技术。
污水处理工程膜分离法技术规范
1 适用范围
本标准规定了膜分离法污水处理工程的设计参数、系统安装与调试、工程验收、运行管理，以及预处理、后处理工艺的选择。
本标准适用于以膜分离法进行污水处理及深度处理回用的工程，可作为环境影响评价、环境保护设施设计与施工、建设项目竣工环境保护验收及建成后运行与管理的技术依据。
本标准所指膜分离法为：微滤、超滤、纳滤及反渗透膜分离技术。
本标准不适用于以膜生物反应器法和荷电膜进行污水处理及回用的膜分离工程。
2 规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件中的条款。
凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。
GB 50235 工业金属管道工程施工及验收规范
GB/T 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T 3797 电器设备第1 部分：装有电子器件的电控设备
GB/T 5226.1 机械安全机械电器设备第1 部分：通用技术条
件
GB/T 12469焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级
GB/T 19249反渗透水处理设备
GB/T 20103膜分离技术术语
HJ/T 270 环境保护产品技术要求反渗透水处理装置
JB/T 2932 水处理设备技术条件
HG 20520 玻璃钢/聚氯乙稀(FRP/PVC)复合管道设计规定
建设项目竣工环境保护验收管理办法［国家环境保护总局令第13 号］
3．术语和定义
《膜分离技术术语》GB/T 20103 规定的术语及下列术语和定义适用于本标准。
3.1 膜分离法
以压力为驱动力，以膜为过滤介质，实现溶剂与溶质分离的方法。
3.2 膜降解
指膜被氧化或水解造成膜性能下降的过程。
3.4 膜结垢
指盐类的浓度超过其溶度积在膜面上的沉淀。
4 设计水质与膜单元适宜性
4.1 进水水质要求
4.1.1 在设计膜系统时，应符合进水要求，选择合适的膜元件。
4.1.2 内压式中空纤维微滤、超滤系统进水，水质要求可参考表1。
表 1 内压式中空纤维微滤、超滤系统进水参考值
项目参考值
膜材质浊度（NTU）SS（mg/L）矿物油含量（mg/L）聚偏氟乙烯（PVDF）≤20≤30≤3
聚乙烯（PE）＜30 ≤50≤3
聚丙烯（PP）≤20≤50≤5
聚丙烯腈（PAN）≤30（颗粒物粒径＜5祄）不允许
聚氯乙烯（PVC）＜200 ≤30≤8
聚醚砜（PES）＜200 ＜150 ≤30
进水水质超过表1 参考值时，须增加预处理工艺。
4.1.3 外压式中空纤维微滤、超滤组件品种较少，进水要求可参考表2。
表2 外压式中空纤维微滤、超滤系统进水参考值
项目参考值
膜材质浊度（NTU）SS（mg/L）矿物油含量（mg/L）聚偏氟乙烯（PVDF）≤50≤300≤3
聚丙烯（PP）≤30≤100≤5
4.1.4 设计卷式膜微滤、超滤系统进水时，可参照表3 的规定。
4.1.5 纳滤、反渗透系统进水，应符合表3 的规定：
表3 纳滤、反渗透系统进水限值
项目限值
膜材质浊度（NTU）SDI 余氯（mg/L）
聚酰胺复合膜（PA）≤1≤5≤0.1
醋酸纤维膜（CA/CTA）≤1≤5≤0.5
在设计纳滤、反渗透膜分离系统时，应对进水水质进行分析，常规分析项目见附录A。
5 预处理
5.1 一般规定
5.1.1 为防止膜降解和膜堵塞，须对进水中的悬浮固体、尖锐颗粒、微溶盐、微生物、氧化剂、有机物、油脂等污染物进行预处理。
5.1.2 预处理的深度应根据膜材料、膜组件的结构、原水水质、产水的质量要求及回收率确定。
5.1.3 进水温度范围：当pH 值2～10 时，运行温度5℃～45℃；当pH 值大于10 时，运行温度应小于35℃。
5.2 微滤、超滤系统的预处理
5.2.1 去除进水中悬浮颗粒物和胶体物，可采取混凝－沉淀－过滤工艺。
可加入有利于提高膜通量，并与膜材料有兼容性的絮凝剂。
5.2.2 微滤、超滤系统之前宜安装细格栅及盘式过滤器。
在内压式膜
系统之前，盘式过滤器过滤精度应小于100祄；在外压式膜系统之前，盘式过滤器过滤精度应小于300祄。
5.2.3 当进水含矿物油超过表1 数值或动植物油超过50mg/L 时，应增加除油工艺。
5.3 纳滤、反渗透系统的预处理
5.3.1 防止膜化学氧化损伤，可采用活性炭吸附或在进水中添加还原剂(如亚硫酸氢钠)去除余氯或其它氧化剂，控制余氯含量小于等于0.1mg/L。
5.3.2 预防铁、铝腐蚀物形成的胶体、粘泥和颗粒污堵，可采用以无烟煤和石英砂为过滤介质的双介质过滤器去除。
5.3.3 预防微生物污染，可对进水进行物理法或化学法杀菌消毒处理。
5.3.4 控制结垢，加酸可有效控制碳酸盐结垢；投加阻垢剂或强酸阳离子树脂软化，可有效控制硫酸盐结垢。
5.3.5 微滤或超滤能除去所有的悬浮物、胶体粒子及部分有机物，出水达到淤泥密度指数（SDI）小于等于3，浊度小于等于1NTU，可有效预防胶体和颗粒物污染和堵塞膜组件。
6 膜分离法污水处理系统设计
6.1 一般规定
6.1.1 应依据原水水量、水质和产水要求、回收率等资料，选择膜分离法污水处理工艺。
设计资料调查表见附录B。
6.1.2 采用接触过滤工艺处理低浊度污水时，投药点与过滤器入口应有 1.0m 距离。
6.1.3 采用活性炭吸附工艺时，活性炭过滤器的进口处应投加杀菌剂。
6.1.4 还原剂和/或阻垢剂，应投加在保安（过滤精度小于等于5祄）过滤器之前。
保安过滤器须安装压力表。
6.1.5 为防止预处理加酸、加氯造成管道及设备的腐蚀，在纳滤、反渗透系统的低压侧，应采用PVC 管材及连接件，在高压侧应采用不锈钢管材及连接件。
6.1.6 膜分离系统浓水，应处理后达标排放。
6.1.7 一级多段纳滤、反渗透系统压力容器排列比，宜为2：1 或3：2 或4:2:1 或按比例增加。
6.2 微滤、超滤系统设计
6.2.1 工艺设计参数包括：
1) 处理水量，m3/d；
2) 处理水质；
3）膜通量，m3/m2? d；4）操作压力，MPa；5）反洗周期，h；6）每次反洗时间，min。
6.2.2 工艺流程：微滤、超滤系统的运行方式可分为间歇式和连续式；组件排列形式宜为一级一段，并联安装。
文章关键字：水处理设备，微滤，超滤。
