2019高分子分離膜在水處理中的應(yīng)用精品教育

1、高分子分離膜在水處理中的應(yīng)用以高分子分離膜為代表的膜分離技術(shù)作為一種新型、高效流體分離單元操作技術(shù)，30年來取得了令人矚目的飛速發(fā)展，已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。反滲透膜應(yīng)用現(xiàn)狀在各種膜分離技術(shù)中，反滲透技術(shù)是近年來國內(nèi)應(yīng)用最成功、發(fā)展最快、普及最廣的一種。估計自2019年以來，反滲透膜的使用量每年平均遞增20%;據(jù)保守的統(tǒng)計，2019年工業(yè)反滲透膜元件的市場供應(yīng)量為8英寸膜6000支，4英寸膜26000支。2019年和2019年的市場更為強勁，膜用量一年比一年有較大幅度的提高。據(jù)估算，反滲透技術(shù)的應(yīng)用已創(chuàng)造水處理行業(yè)全年10億人民幣以上的產(chǎn)值。國內(nèi)反滲透膜工業(yè)應(yīng)用的最大領(lǐng)域仍為大型鍋爐補

2、給水、各種工業(yè)純水，飲用水的市場規(guī)模次之，電子、半導體、制藥、醫(yī)療、食品、飲料、酒類、化工、環(huán)保等行業(yè)的應(yīng)用也形成了一定規(guī)模。反滲透膜最新進展超低壓膜由于節(jié)省電耗和降低相關(guān)機械部件的壓力等級引起材料費下降等優(yōu)點，自2019年以來超低壓膜的應(yīng)用比重日益增大，這在以使用4英寸膜為主的小型裝置中應(yīng)用最為突生，大型裝置中應(yīng)用超低壓膜也呈上升趨勢，目前使用超低壓膜的最大裝置的產(chǎn)水量為650噸/小時。低污染膜膜污染是反滲透應(yīng)用中的最大危害。目前已有幾種抗污染性能強、使用壽命長、清洗頻度低且易清洗的低污染膜問世。帶正電荷的反滲透膜現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的低壓、超低壓復合膜的材質(zhì)均為芳香族聚酸胺，其膜表面均帶有負電荷，

3、現(xiàn)已有膜廠家開發(fā)由表面帶正電荷的低壓復合膜，這種膜目前主要應(yīng)用于制備高電阻率的高純水系統(tǒng)中。日本日東電工公司生產(chǎn)的正電荷膜ES10C已在半導體行業(yè)的三級反滲透系統(tǒng)中實現(xiàn)10-15兆歐電阻率的高純水；韓國現(xiàn)代電子公司的3個生產(chǎn)廠的合計最終產(chǎn)水800噸/小時的三級反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水電阻率為8-9兆歐；上海莫半導體廠的170噸/小時的三級反滲透系統(tǒng)也達到上述指標。另外，在國內(nèi)幾個制藥廠的5-20噸/小時規(guī)模的兩級反滲透系統(tǒng)中也實現(xiàn)了反滲透產(chǎn)水電阻率為1.7-3兆歐。耐高溫、食品級、衛(wèi)生級反滲透膜普通水處理用反滲透膜的使用溫度均為0-45攝氏度，但在需要耐90攝氏度高溫殺菌的特殊場合，可使用耐高溫、耐化

4、學藥品的反滲透膜。此外,各種有特殊膜元件結(jié)構(gòu)的食品級或衛(wèi)生級的反滲透膜也開始在國內(nèi)應(yīng)用。海水淡化膜應(yīng)用現(xiàn)狀及最新進展國外已有日產(chǎn)水量10萬噸級的反滲透海水淡化裝置，目前正在運行的大型卷式膜海水淡化裝置的單機能力為日產(chǎn)水量6000噸。國內(nèi)目前已建和在建的反滲透海水淡化裝置日產(chǎn)水量350-1000噸，國外單段反滲透海水淡化的水利用率最高達45%,國內(nèi)目前多為35%,另外國內(nèi)漁船上裝載的反滲透海水淡化膜多用直徑為2.5英寸的小型膜元件。目前國內(nèi)批量生產(chǎn)海水淡化裝置的公司不超過10家，在河北建設(shè)的日產(chǎn)水量18000噸的“亞海水”脫鹽裝置是國內(nèi)最大的使用海水淡化膜的反滲透裝置。今后國內(nèi)海水淡化膜的應(yīng)用將

5、進入一個新時期，不久的將來，我國也會建設(shè)日產(chǎn)水萬噸級的海水淡化裝置。此外國內(nèi)已開始商業(yè)生產(chǎn)海水淡化反滲透膜元件。納濾膜及其應(yīng)用近10年來，有關(guān)納濾膜的研究與開發(fā)十分活躍，我國大約5年前開始形成研究及應(yīng)用熱潮，但到目前為止，對納濾膜的機理、特征等的認識還遠不充分。學術(shù)界比較統(tǒng)一的解釋為：納濾膜介于反滲透和超濾膜之間，其膜表面分離皮層可能具有納米級微孔結(jié)構(gòu)。反滲透膜對NaCl的脫除率均在95姒上，一般將NaCl脫除率為90額下的膜均可稱為納濾膜；反滲透膜幾乎對所有溶質(zhì)都有很高的脫除率，而納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有脫除率。納濾膜主要去除一個納米左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量一般為100-2019。反滲透膜

6、幾乎均為聚酚胺材質(zhì)，而納濾膜的材質(zhì)范圍則較為廣泛，有些納濾膜的表面形成高聚物電解質(zhì)因而常常有較強的電荷性，如著名的納濾膜NTR7400系統(tǒng)，其材質(zhì)為磺化聚磯，膜表面帶有較強的負電性。在國外，納濾膜最大的應(yīng)用市場是飲用水領(lǐng)域，主要用于脫除三鹵甲烷中間體（THM）,異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑、可溶有機物、Ca、Mg等硬度成分等。目前在飲用水領(lǐng)域還主要使用與反滲透膜材質(zhì)相同的聚酚胺納濾膜。影響納濾膜在飲用水領(lǐng)域大量使用的限制因素中，有應(yīng)用技術(shù)不足的因素，也有人們認識不足的因素。目前國內(nèi)有些生產(chǎn)“優(yōu)質(zhì)飲用水”的系統(tǒng)是使用反滲透和超濾產(chǎn)品水的勾兌混合水。超濾膜及若干新進展超濾是應(yīng)用最為廣泛的膜技術(shù)之一

7、，也是我國國產(chǎn)化率最高的膜品種。但因產(chǎn)品還不同程度地存在著品種少、質(zhì)量不高的問題，影響了大面積的推廣。此外，國內(nèi)生產(chǎn)廠過小、過多，簡單仿制還較嚴重，缺乏產(chǎn)量大、有實力的大企業(yè)，也制約了這一技術(shù)的發(fā)展。目前超濾的發(fā)展趨勢有：組件大型化、高效化6英寸以上直徑的、高通最大組件、集束化、設(shè)備化的超濾器已經(jīng)商業(yè)化。大膜孔徑、粗中空絲的超微濾膜化這種膜元件除用傳統(tǒng)的飲用水、污水處理外，還越來越多地應(yīng)用到反滲透的預處理過程中，用超濾或超微濾膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂濾、活性炭、微濾是今后的一個新趨勢。卷式超濾有新發(fā)展如日本日東電工兩年前推由的RS系列卷式超濾膜，該膜截留分子量為75萬，膜元件圓柱體表面可進水，使用時為全地濾，不排濾水，清洗時可從產(chǎn)水側(cè)加壓反洗。此膜在中東已用于海水淡化裝置的預處理，超濾裝置的產(chǎn)水能力為每天13萬噸。特殊性能化在半導體超純水，醫(yī)藥注射用水用途，已有耐95攝氏度高溫，或耐121攝氏度高溫蒸汽滅菌，可完全做到無菌、無熱源的超濾膜組件。飲用水的凈化技術(shù)是人們在與污染作斗爭的過程中由現(xiàn)的，并不斷地得到發(fā)展、提高和完善。但是，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，又給水體