环境工程水处理中超滤膜技术应用研究_1

第

23 卷 第

4 期 膜 科 学 与 技 术

Vo1. 23 No. 4

2003 年

8 月 MEMBRAN E SCIENCE AND TECHNOLO GY Aug. 2003

文章编号

:1007 - 8924 (

2003)

04 - 0097 - 07

超滤膜的改性研究及应用

陆晓峰 卞晓锴

(中国科学院上海原子核研究所膜分离中心

, 上海

201800)

摘 要

: 随着超滤膜技术的发展

,人们对超滤膜提出了各种各样的特性要求

,其中解决膜表面

的污染问题变得越来越紧迫

. 超滤膜改性

,尤其是在膜表面引入亲水性基团是解决问题的关

键

. 本文从这点出发

,结合自身的工作

,总结了近年高分子超滤膜改性方面的研究进展

,包括表

面活性剂在膜表面的吸附改性 、等离子体改性 、辐照改性 、高分子合金和表面化学反应等几种

改性方法

.

关键词

: 超滤膜

; 表面改性

中图分类号

: TQ423. 2 ; TQ028. 8 文献标识码

: A

近

20 多年来

,我国的超滤膜研制和应用有了长

足的发展和进步

. 尤其是从

20 世纪

80 年代初开始

,

采用了耐热性 、耐化学稳定性 、耐细菌侵蚀和较好机

械强度的特种工程高分子材料作为超滤膜的制膜材

料

,克服了纤维素类材料制膜易被细菌侵蚀 、不适合

酸碱清洗液清洗 、不耐高温和机械强度较差等弱点

.

在这

20 多年中

,先后出现了聚砜 (

PSF) 、聚丙烯腈

(

PAN) 、聚偏氟乙烯 (

PVDF) 、聚醚酮 (

PEK) 、聚醚

砜(

PES) 等多种特种工程高分子材料

,这些材料的

出现使得膜的品种和应用范围大大增加

.

但随之而出现的问题是由于特种工程高分子材

料的疏水性

,用这些材料制成膜表面也都呈现较强

的疏水性

,并在实际使用中

,由于被分离物质在疏水

表面产生吸附等原因

,造成膜污染

. 由于膜污染使得

膜通量明显下降 、并使膜的使用寿命缩短 、生产成本

膜分离技术在水处理环境工程中的应用

摘要：膜分离技术是一项在水处理环境工程中具有重要作用的技术。它通过使用半透膜，能够高效地去除水中的悬浮物、溶解物、微生物等污染物，从而提高废水处理和海水淡化的效率，促进水资源的可持续利用。本文主要介绍了膜分离技术在水处理环境工程中的应用，希望为相关研究提供参考。

关键词：膜分离技术；水处理；环境工程

引言

随着人口和工业活动的增加，水资源供应变得紧缺，需要有效地回收和再利用水资源。膜分离技术可以通过去除水中的悬浮物、溶解物和微生物等，提高废水处理和海水淡化的效率，使得废水得到有效净化和再利用，从而促进水资源的可持续利用。

一、膜分离技术在水处理环境工程中的优势

（一）分离能力高效

膜分离技术可以高效地将水中的悬浮物、溶解物、微生物和其他污染物与纯水分离开来。膜的孔径大小可以根据需要进行调整，从而实现特定大小的物质的选择性分离。

（二）节约能源和资源

相对于传统的物质分离方法，膜分离技术通常需要较低的能量消耗。膜分离过程可以在低压或无压条件下进行，降低了能源成本和碳排放。此外，膜分离技术可以实现废水中有价值物质的回收，提供了资源回收和循环利用的机会。

（三）占地面积小 膜分离设备通常具有紧凑的结构，占地面积相对较小。这使得它在有限的场地条件下更加适用，并且可以方便地与现有的水处理设施集成。

（四）操作灵活性和自动化程度高

膜分离系统的操作和控制相对简单，可以通过自动化控制实现稳定、连续的运行。操作灵活性和自动化程度高，使得膜分离技术容易实施，并且减少了人力投入和运营成本。

（五）适用范围广

膜分离技术适用于不同类型的水处理场景，包括饮用水净化、工业废水处理、海水淡化、生活污水处理等。根据具体的需求，可以选择不同类型的膜材料和配置，以达到所需的处理效果。

（六）反应速度快

膜分离技术响应速度快，可以实现即时的物质分离和处理。这是因为膜分离过程不需要复杂的化学反应和繁琐的沉淀过程，从而提高了处理效率和反应速度。

超滤膜技术在水污染处理过程中的应用

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，人们的生活水平日益提高，对水的质量提出了新的要求。然而，在水处理中，由于各种内外部因素，出现了各种问题，难以有效改善水质。因此，在未来的水处理中，将加强超滤膜技术的应用，以有效改善水质，促进水处理工作合理、有序，为人们的日常生活和工作提供更好的水资源。

关键词：环保工程；水处理；超滤膜技术；应用

前言

水处理是环境工程的重中之重。水处理较好，可以有效保护环境，提高水资源的利用率。因此，水处理尤为重要。水处理技术有很多，其中超滤膜技术作为环境工程水处理技术应用最为广泛。近年来，超滤膜技术因其优异的去除水中颗粒和胶体的能力而被广泛应用于饮用水处理中。被广泛使用的超滤膜技术可以彻底去除病原体和颗粒杂质，大大提高饮用水的安全性。超滤膜技术有效去除水体中所含的污水、废水等杂质，提高水资源的循环利用效率，实现水资源的有效净化。

1超滤膜技术概述

1.1超滤膜技术基本原理

超滤膜技术是一种重要的膜处理技术。膜处理技术的基本原理是利用滤膜滤除水中的颗粒物、杂质和微生物，从而将水和污染物分离。超滤膜技术广泛应用于环境工程中的水处理。在压力的作用下，污水中所含的水、无机盐等小分子溶质被滤膜的微孔截留在滤膜一侧。它穿过滤膜的微孔，滞留在滤膜的反面，使污水分离和净化。超滤膜技术能有效分离聚合物杂质和污染物，在环境工程中具有很高的应用效果，主要用于污水处理、污水循环利用、油基污水净化、海水淡化等。 1.2超滤膜技术的基本特点

超滤膜技术是一种不使用化学试剂的物理处理技术，近年来以聚合物分离膜研究为主导，发展迅速。根据超滤膜技术的具体应用性能，超滤膜技术在水处理中具有以下基本特点：一是超滤膜技术使用化学试剂和化学品，可以避免工艺过程中的二次水处理，避免污染问题。其次，超滤膜技术采用了较为先进的超滤膜形态，与常规膜技术相比，过滤效果显著提高，可以全面提升水处理效果。第三，超滤膜技术的应用相对容易，可以实现水处理过程的自动化。此外，所需的设备设施投资较少，可通过环境工程显著提高水处理的经济效益。

环境工程中膜分离技术的应用　谭潇　（武昌工学院食品工程学院湖北武汉４３００００）　经过多年的科研，我国在膜分离技术已经达到了国际先进水　平，此间通过对膜分离技术的研究，在此领域研发出了众多实用　产品。分离膜技术以特有的结构和机能特性，在环境工程以及某些　资源再生方面应用前景可见。　１膜分离技术概述　１．１膜分离技术与传统过滤对比　膜分离与传统过滤相比，整个过程不需要助剂的支持通过物　理过程进行分离，此技术可通过混合物不同的物理特性进行分　离，甚至包括混合物通过分离膜不同的速度进行分离。作为一门　高新科技，膜分离技术可以根据各不同机理类型的膜分离过程，　适应到各类不同需求的分离需要。整个膜分离过程，可在常温下　进行操作，无化学反应，低能高效，分离过程不产生污染，工艺操　作简单等诸多特点，与传统过滤相比更适合于热敏性物质的分　离，以其特有的性能在许多领域都得到了广泛的应用。　１．２膜分离技术与环境保护的关系　膜分离技术通过把外部能量以及化学位差当作动力，结合天　然膜或者合成膜进行双组分以及多组分溶质和溶剂进行分离，此　技术还可以把物质进行等级区分、物质提纯包括物质收集。膜分　离技术通过对多个技术过程对物质进行分离，可针对固液态物质　以及气体中的废物进行处理，从而达到排放标准，甚至可以达到　可利用物质二次回收的目的，对环境保护起到了显著的作用。　２环境工程中膜分离各技术的应用　２．１微滤（ＭＦ）　此技术的主要适用范围是对０．１～１０Ｌｍ大小的颗粒以及其它　类型的物质进行过滤。与普通的过滤工艺同属筛网过滤。微滤过　滤因具备操作压力低，而且对液体具有相当的适应性等特点，被广　泛地应用在饮用水处理工程中。此项技术完全取代澄清过滤以及　二沉池减小了过滤池的占地面积，并且当水质出现波动较大的情　况下，依然可以进行处理。与此同时，膜分离技术可以进行废水处　理，完全实现闭路循环，把染水进行处理之后资源回收再次利用。　膜分离技术在进行不断的演变过程中，变废为宝实现了资源再利　用，提高了环境保护的意识同时也实现提升了经济效益。　２．２超滤（ＵＦ）　超滤膜是一种筛分技术的过程，它的过滤孔径通常在０．０５－１　ｎｍ之间。通过此技术可以清除物质中固体颗粒物、悬浮物，也可　以利用分离大分子物质或者胶体从而达到过滤的效果。此膜分离　技术被广泛地应用于处理电泳涂漆废水，把废水中所含的金属离　子杂质清除，达到重新回收利用的目的，提升了废水再生利用的　可生化性。不过，此项技术需要大通量、耐高温、抗氧化性强的的　超滤膜及膜组件作为支持，这也是此项技术产品研发的重点。　２．３反渗透（ＲＯ）　反渗透膜技术可以有效地脱除所有的溶质，提高了反渗透水　质，被广泛应用于水的除盐处理。同时此项技术在城市污水，饮用　水包括工业用水上的处理都有着显著的效果。能有效地去除高浓　度的有机物外，还可以清除水质中所包含的重金属及碱度含量较　大的等有害物质。　２．４纳滤（ＮＦ１　此技术是一种新型的膜分离技术，具有较强的离子选择性，可　以高效地清除物质中包含的二价离子，对一价离子清除率也比较　高，所以此项膜分离技术被广泛应用于地下水道，以及河水的废水　处理。能对其污水中所含的低分子有机物，包括农药成分等多种有　害物质有高性能的清除作用。大大降低了反渗透投资的成本。　２．５液膜（ＬＭ）　液膜分离技术，适用于对溶液中含有的特定离子或者是有机　物的分离。它是一种悬浮于液体的乳液颗粒，通过具有选择性的渗　透或者是化学反应进行有效的萃取和吸附的特性，在医药化工、　冶炼以及废水处理行业中得到了广泛地应用。液膜持的传质速度　快、选择性较高、分离效率高的特点，可以有效地去除工业废水中　所包含的氨、苯胺等有害物质，与此同时液膜分离还具有操作简　易、设备简单的点，只要结合实际需求解决液膜稳定性的问题以　及快速破乳的方法，能有效地把有用物质进行回收，废水再利用　的环保效果。　２．６集成膜技术（ＩＭＴ）　所谓的集成膜技术是通过是膜技术结合其它传统工艺进行　优化的技术，在拓宽膜分离应用范围上起到了巨大的推动作用。有　效的结合即提高了膜技术能进行废物再利用的效能，又能借助传　统工艺技术对所需分离的有害物质进行有效的清除效果。例如造　纸业产生的黑液中，通过膜分离技术回收包含的木质素磺酸钠，　需要絮凝、ＵＦ和ＲＯ等方法进行集成，进行废水处理，清除废水中　包含的有毒物质，需要通过膜萃取及反萃取把废水中的有害毒物　进行浓缩，然后再进行膜反应器中进行净化处理等方法集成。都是　利用集成的膜技术把废物进行有效的回收利用，在减少对环境污　染的同时，也延长了各个生产组件的使用寿命。　３结语　目前，各类型的污染物排放的问题，以及处理和再利用的　问题已经成为了环境工程的重中之重。通过膜分离技术产品　研发成果，在很大程度上解决了这部分问题。我们坚信经过多　方面研究，膜分离技术的优势可以在再多环境工程领域得到　充分的发挥。　参考文献　【１］张爽，宋靖国，陈文清．膜分离技术在工业废水处理中的应用［Ｊ］．　资源开发与市场．２００９（０４）．　【２］陈红霞．膜分离及应用展望［Ｊ］．化工技术与开发．２００５（０５）．　《资源节约与环保》２０１