水是生命中不可或缺的珍貴資源,但隨著社會工業(yè)的快速發(fā)展,未經(jīng)處理的廢水直接排入河流中,水污染程度不斷加劇,廢水回用和資源回收成為廢水處理的新主題和趨勢,也是環(huán)保工程中的核心問題之一。膜分離技術(shù)是利用混合物粒徑大小的不同,在以外界條件或化學(xué)位差為推動力的情況下發(fā)生的混合物分離、提純以及濃縮的技術(shù),主要利用了膜的選擇透過性,具有可以在常溫下進行、無相態(tài)變化、化學(xué)變化、選擇性好、適應(yīng)性強和能耗低等特點。當前在廢水處理中應(yīng)用較為普遍的膜技術(shù)包括:微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析等。
1、微濾膜技術(shù)的特性及應(yīng)用
微濾膜技術(shù)是利用微濾膜的篩分機理,在壓力驅(qū)動的作用下,將一些小于膜孔的粒子或一些分子物質(zhì)等進行過濾膜滲透,實現(xiàn)不同粒子或者分子物質(zhì)的有效分離。微濾膜孔徑一般在0.01~10μm之間,厚度在90~105μm之間,多為對稱性多孔膜,具有高度均勻的孔徑分布,分離效率高,孔隙率高,且微濾膜為均一的連續(xù)體,過濾時沒有介質(zhì)脫落,不會造成二次污染。微濾膜技術(shù)主要用于制藥行業(yè)的過濾除菌、純水的制備等領(lǐng)域,在飲用水生產(chǎn)和工業(yè)廢水處理等方面也具有潛在的市場,如從染料中分離溶劑,從含油廢水中除去難溶顆粒等。
2、超濾膜技術(shù)的特性及應(yīng)用
超濾膜技術(shù)是以壓力差為推動力,根據(jù)物質(zhì)大小的不同,利用篩分機理截留溶液中大分子溶質(zhì),實現(xiàn)與溶劑或小分子溶質(zhì)分離。超濾膜是一種非對稱膜或復(fù)合膜,壓力差通常為0.1~1MPa,截留分子量為500~300000,且超濾膜對酸堿性不敏感,可被應(yīng)用于寬泛的pH條件下。超濾膜技術(shù)主要用于高分子化合物、氣溶膠或膠體溶液等的分離、提純和濃縮等;廣泛地應(yīng)用于日常飲用水的凈化、電鍍工業(yè)廢水、造紙污水、油質(zhì)廢水的處理、海水淡化處理以及城市污水的回收利用等領(lǐng)域。
3、納濾膜技術(shù)的特性及應(yīng)用
納濾膜技術(shù)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù),以壓力差為驅(qū)動力、截留直徑1 nm 左右的溶質(zhì)離子,截留分子量為200~1000,且納濾膜大多為荷電膜,根據(jù)離子大小或電荷高低進一步分離純化液體,膜表面帶電性越強,對粒子的去除效果越好,而中性不帶電的粒子則起的是過濾作用。納濾膜技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高分子量與低分子量有機物的分離,有機物與無機物的分離和濃縮,極大地促進和豐富了膜技術(shù)在分子尺度上實現(xiàn)分離的理論及應(yīng)用研究。近年來,納濾膜技術(shù)在工業(yè)廢水、生活廢水等廢水處理和回收利用中也具有廣闊的應(yīng)用前景。
4、反滲透膜技術(shù)的特性及應(yīng)用
反滲透是滲透的逆過程,以壓力差作為推動力,利用反滲透膜只能透過水分子(或溶劑)而截留離子或小分子物質(zhì)的特點,進行液體混合物分離。反滲透膜是一種非對稱膜或復(fù)合膜,壓力差一般為0.5~10MPa,由于反滲透膜非常致密,孔徑在0.1nm左右,因此能夠有效地去除水中溶解的鹽類、小分子有機物、病毒、細菌等。到目前為止,反滲透膜技術(shù)已在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,如城市污水、造紙工業(yè)廢水、超純水制造以及海水淡化等。
5、電滲析技術(shù)的特性及應(yīng)用
電滲析(ED)是在直流電場作用下,電解質(zhì)溶液中的帶電離子以電位差為推動力,利用離子交換膜的選擇透過性,把電解質(zhì)從溶液中分離出來,從而實現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純的一種膜分離過程。電滲析技術(shù)主要用于處理廢水中含有電荷的物質(zhì),因此能同時處理廢水中多種物質(zhì),能簡化廢水處理流程等。
近年來,膜分離技術(shù)是環(huán)境工程中應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一,與其他傳統(tǒng)技術(shù)相比,具有操作方便、分離效率高等優(yōu)勢,在廢水處理領(lǐng)域中具有良好的發(fā)展前景,能有效預(yù)防和處理廢水等環(huán)境問題,對社會的綠色可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義。