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 摘要:隨著社會、經(jīng)濟的開展,人們在對水的需求增大的同時對水的污染也在加劇,使得原本有限的水資源變得愈加緊缺。在很多中央水資源短缺成為限制經(jīng)濟開展的瓶頸,將污水處置凈化后回用是處理這一問題的有效途徑,近年來膜技術(shù)在污水資源化方面發(fā)揮越來越重要的作用,膜技術(shù)提供了普遍的模塊化和靈敏的處置處理計劃,能夠經(jīng)過不同膜技術(shù)的集成組合污水處置到所需求的凈化水平,本文重點引見膜別離技術(shù)和膜生物反響器。

1.膜技術(shù)簡述

膜技術(shù)主要包括膜別離技術(shù)和膜生物反響器。膜技術(shù)被稱為是21世紀的水處置技術(shù),是近40年來開展最疾速、應(yīng)用最普遍的技術(shù)。膜技術(shù)在水處置中應(yīng)用的根本原理是:應(yīng)用水溶液(原水)中的水分子具有透過分離膜的才能,而溶質(zhì)或其他雜質(zhì)不能透過分離膜,在外力作用下對水溶液(原水)停止別離,取得純潔的水，從而到達提升水質(zhì)的目的。與傳統(tǒng)水處置技術(shù)相比,膜技術(shù)具有節(jié)能、投資少、操作煩瑣、處置效率高等優(yōu)點,膜技術(shù)的應(yīng)用給人類帶來了宏大的環(huán)境和經(jīng)濟效益。膜技術(shù)在水處置中的應(yīng)用范圍相當普遍,既可用于給水處置也可用于廢水處理，在某些特殊行業(yè)的水處置中也有涉足,且其應(yīng)用范圍在不時擴展。

2.膜別離技術(shù)

通常把以自然或人工合成的選擇性透過膜為別離介質(zhì),以外界能量或化學位差作為推進力,對雙組份或多組分溶質(zhì)和溶劑停止別離、粉劑、提純和富集的辦法統(tǒng)稱為膜別離法。膜別離的優(yōu)點在于工藝流程短、占地少,小型化系統(tǒng)放置場所不受限制，出水BOD、氮、磷和懸浮固體濃度很低,不含細菌、病毒、寄生蟲卵等,出水契合三級處置規(guī)范。可直接回收或補充公開水。

目前常見的膜別離法主要有:微濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、納濾(NF)、電滲析(ED)、滲析(D)、浸透蒸發(fā)(PV)、液膜(LM)等。前四種膜別離技術(shù)由于其膜過程的安裝、流程設(shè)計都相對較成熟,已有大范圍的工業(yè)應(yīng)用和市場,是最常用的四種膜別離技術(shù)。下面我著重引見這四種膜別離技術(shù)。

2.1微濾

微濾膜（MF）是指一種孔徑為0.1~10μm，高度平均，具有篩分過濾作用為特征的多孔固體連續(xù)介質(zhì)，其具有屬于絕對過濾介質(zhì)、孔徑平均，過濾精度高、通量大、厚度薄吸附量小、無介質(zhì)零落，不產(chǎn)生二次污染、顆粒包容量小，易阻塞的特性。微孔過濾是以靜壓差為推進力，應(yīng)用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩分”作用停止別離的膜過程，其原理與普經(jīng)過濾相相似。實考證明微濾產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，產(chǎn)水CODcr均勻值23.3mgL，細菌總數(shù)均勻620cfu/mL，濁度均勻1.03NTU，優(yōu)于國標GB50335.2002《污水再生應(yīng)用設(shè)計標準》中規(guī)則的城市雜用水和景觀環(huán)境用水的水質(zhì)規(guī)范。由于單純的微濾技術(shù)用于水和廢水處置的本錢較高、處置效果欠佳，因而有必要采用組合微濾工藝降低運轉(zhuǎn)費用并提升處置效果。

2.2超濾

超濾膜（UF）是一種孔徑規(guī)格分歧，額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。超濾膜篩分過程，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下當原液流過膜外表時，超濾膜外表密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)經(jīng)過而成為透過液，而原液中體積大于膜外表微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側(cè)，成為濃縮液，因此完成對原液的凈化、別離和濃縮的目的。每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質(zhì)和微量元素經(jīng)過，而最小細菌的體積都在0.02微米以上，因而細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來，從而完成了凈化過程。

2.3反滲透

反滲透技術(shù)(RO)是20世紀60年代初開展起來的以壓力為驅(qū)動力的膜別離技術(shù)。該技術(shù)是從海水、苦咸水淡化而開展起來的，通常稱為“淡化技術(shù)”。當用一個半透膜別離兩種不同濃度的溶液時，膜僅允許溶劑分子經(jīng)過，由于濃溶液中溶劑的化學勢低于它在稀溶液中的化學勢，稀溶液中的溶劑分子會自發(fā)地透過半透膜向濃溶液中遷移。反滲透技術(shù)已普遍應(yīng)用于海水苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工別離、濃縮、提純等范疇，工程遍及電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。

2.4納濾

納濾膜(NF)又稱“疏松型”反滲透膜，是介于反滲透膜與超濾膜之間的一種壓力驅(qū)動型膜。其外表由一層非對稱性構(gòu)造的高分子與微孔支撐體分離而成，對水溶液中低分子量的有機溶質(zhì)截留，而鹽類組分則局部或全部透過，從而使有機溶質(zhì)到達同步濃縮和脫鹽的目的。NF膜最主要的特征就是可以截留大分子量有機物和多價離子，允許小分子有機物和單價離子經(jīng)過。NF膜具有兩個顯著特性：一是膜的篩分效應(yīng)，若物質(zhì)重量在膜截留的分子量范圍內(nèi)，將被膜截留，反之則透過，納濾膜的截留分子量約為200—2000；二是膜的電荷效應(yīng)，NF膜外表別離層由聚電解質(zhì)構(gòu)成，膜外表帶有一定的電荷，膜所帶電荷與離子發(fā)作靜電作用，障礙多價離子的浸透，所以單價鹽能夠較自在透過納濾膜，使得膜兩側(cè)因離子濃度不同而形成的浸透壓差遠遠低于RO膜。

3.膜生物反響器

膜生物反響器(MBR)是由膜別離和生物處置組合而成的一種新型、高效的污水處置技術(shù)，主要由生物反響器、膜組件微濾、超濾、納濾或浸透膜等，和控制系統(tǒng)三局部組成。生物反響器是污染物被降解的場所，膜組件是MBR的中心局部。具有出水水質(zhì)優(yōu)良，操作運轉(zhuǎn)簡單，污泥產(chǎn)率低，占空中積小等特性。膜別離技術(shù)最早應(yīng)用于微生物發(fā)酵工業(yè)，隨著膜資料和制模技術(shù)的開展，其應(yīng)用范疇在不時擴展，曾經(jīng)觸及化工、電子、輕工、紡織冶金、食品和污水處置等多個范疇。

MBR工藝組成表示

3.1膜生物反響器類型

（1）按膜組件所起作用分類

膜生物反響器可分為三類：膜別離生物反響器、膜曝氣生物反響器、萃取膜生物反響器。其中，膜別離生物反響器是應(yīng)用最普遍的一種膜生物反響器類型。

（2） 依照膜組件放置方式

膜別離生物反響器可分為分體式和一體式膜生物反響器。

 分體式MBR(或外置式)是研討最早的類型，膜組件與生物反響器分開設(shè)置，相對獨立運轉(zhuǎn)，易于調(diào)理控制，而且膜組件置于反響器外，易于膜的清洗、改換及增設(shè)。為了減輕懸浮物在膜面的堆積，采取高速錯流過濾，動力耗費較高。分置式MBR比擬合適處置難生物降解、高有機濃度以及有毒的污水，在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用較多。

一體式MBR(或浸沒式)比擬簡單，直接將膜組件置于生物反響器內(nèi)，出水由泵吸出得到過濾液。一體式MBR應(yīng)用曝氣構(gòu)成的激烈攪拌作用來完成膜面的錯流效果，也有在一體式膜組件左近停止葉輪攪拌或靠膜組件本身旋轉(zhuǎn)來完成膜面錯流效應(yīng)。一體式MBR的呈現(xiàn)，大幅度降低了處置系統(tǒng)的能耗和占空中積。為減少膜面污染、延長運轉(zhuǎn)周期，泵的抽吸是連續(xù)運轉(zhuǎn)的。一體式MBR在城市污水處置廠具有較強的競爭力。

（3）按需氧方式分類

依據(jù)生物反響器中微生物生長需氧狀況的不同分為好氧和厭氧兩大類。好氧MBR主要是針對城市污水和生活污水的處置，厭氧MBR主要是針對高濃度有機廢水的處置。厭氧過程可提升高濃度有機廢水的可生化性，改動難降解有機物的分子構(gòu)造，利于后續(xù)好氧MBR處置，顯著提升有機物去除率。

4.膜污染

膜污染是指在膜過濾過程中污水中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)分子與膜發(fā)作物理化學作用或由于濃差極化使某些溶質(zhì)在膜外表超越其溶解度及機械作用而惹起的在膜外表或膜孔內(nèi)吸附、堆積形成膜孔徑變小或阻塞使膜產(chǎn)生透過流量與別離特性發(fā)作變化的現(xiàn)象。膜污染問題是一個突出的問題，它將影響膜的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)和出水水質(zhì)并決議膜的運用壽命。因而被以為是影響膜工藝實踐應(yīng)用的關(guān)鍵要素。膜污染主要是由于膜孔的阻塞和膜外表污染物的堆積惹起的，影響膜污染的要素主要包括膜的性能、混合液的性質(zhì)、混合液的水利特性。

5.結(jié)語

膜技術(shù)是一項具有開展出路的新型水處置技術(shù)以其優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)在水質(zhì)請求高、有更深處置請求、污水濃度高、有廢水回用請求或需求公開水回灌且占地受限時特別適用。固然如今膜技術(shù)面臨著能耗較高和膜污染等艱難，但是隨著制膜技術(shù)的提升，本錢的降低，膜技術(shù)一定會大范圍提高，在很多范疇發(fā)揮它的作用。而且如今膜技術(shù)也不局限于單個技術(shù)，能夠經(jīng)過不同的組合構(gòu)成膜組件，發(fā)揮最大的效益。