膜技术在污水处理中的应用
膜技术综述
膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子材料,它能把流体分隔成 相通的两个部分,使其中的一种或几种物质能透过,而将其他物质分离出来。目前,膜技术是环境保护和环境治理的重要产业技术。
1.1 膜分离技术
膜分离过程足以选择性透过膜为分离介质,在外力的推动下,对混和物进行分离、提纯、浓缩的一种分离新方法。可以是固相膜、液相膜或气相膜。目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。根据分离膜所受驱动力的不同,分为压力驱动膜、浓度驱动膜、电驱动膜和热驱动膜,以压力和浓度为驱动力的膜分离技术主要包括微滤、超滤、反渗透、纳滤、渗析、电渗析、渗透蒸发和气体分离等。膜分离技术有着很明显的优点:膜分离过程不发生相变,和其他方法相比能耗低,是一种节能技术膜分离设备本身没有运动部件,很少需要维护,可靠度很高,操作十分简单;膜分离装置简单、分离效率高,而且可以直接插入已有的生产工艺流程,不需要对生产线进行大的改变。
1.2纳滤技术
美国film—tech公司把相应膜的切割相对分子质量膜孔径尺寸大约为一至几个纳米的特征称之为纳滤。如今在世界上各大膜公司大多已经涉足纳滤膜的生产,但是各大膜公司对产品所取的名称各不相同根据膜所表现的性质,被称作疏松型反渗透、部分低压反渗透、超渗透以及倚电反渗透 超滤的都应归类于纳滤范畴。
1.2.1 纳滤膜的分离特点
随着反渗透技术趋于成熟,人们也日益感受到它的局限性。纳滤膜的出现填补了反渗透和超滤间的空白,它既能截留可透过超滤膜的那部分小分子量的有机物,又能透析被反渗透所截留的无机盐。纳滤膜有以下几个显著特点:膜的切割分子量(mwco)在200~1000之间,适宜于分离相对分子质量在200以上,分子大小约为l n m 的溶解部分。反渗透脱除所有的盐和有机物,超滤对盐和低分子有机物没有截留效果,而纳滤膜能截留低分子有机物和多价盐。操作压力低。纳滤比反渗透所要求的操作压力要低,通常纳滤膜分离需要的跨膜压差一般为0.5~2.0 mpa。
1.2.2 纳滤膜的材料以及发展方向纳滤膜的材料主要有c a(醋酸纤维素)、ca— cta(醋酸纤维素一三醋酸纤维素)、磺化聚醚矾材料和芳香聚酞胺材料以及无机材料等。目前,最广泛应用的是芳香族聚酞胺复合膜。纳滤膜的制备工艺有相转化法、稀溶液涂层法、界面聚合法、热诱导相转化法、化学改性法、等离予聚合法和无机膜用的溶液一凝胶法等。其中,目前应用的大多数纳滤膜是以界面聚合法制备的。纳滤组件是将纳滤膜组装成能付诸实际应用的最小基本单元。纳滤组件与一般的膜组件形式基本相同,商品化的组件基本形式有板式、管式、卷式和中空纤维式。组件的尺寸可大可小,以适应不同规模的装置要求。
近几年,国际上相继开发了各种牌号的商用纳滤膜和组件其中绝大部分为复合型纳滤膜,且其表面大多带负电。复合膜性能优良是今后纳滤膜发展的重要方向。但同时也存在着许多问题有待解决,如膜强度,膜污染,膜通量等,膜的成本也限制了膜的广泛应用,这些都依托于材料科学和化工技术的进展。
2纳滤技术在城市污水中的应用纳滤技术在废水的深度处理上应用较多。而在微污染水治理、饮用水或纯水制备等领域,纳滤技术以其运行成本低、操作方便等特点,在应用领域发展较快,国内外已形成相当的市场,纳滤膜已成为2 1世纪饮用水净化的首选技术。
2 1 染料废水处理
在染料行业的应用有两个方面:粗制染料的脱盐与浓缩和染料废水的浓缩。水溶性染料(如酸性染料、碱性染料、直接染料和活性染料等)的相对分子质量一般为300~l 500,纳滤技术正好适用,且膜分离得到的染料溶液可直接制成高浓度、低盐、高附加值的液体染料产品,也可经喷雾干燥后制成固体粉状染料产品。染料废水盐度(大于5%)、色度(数万至十几万)、cod(数万至十几万)都较高,可生化性差,n f可有选择性的透过盐分,截留大分子,达到分离的目的,对生化性无要求。染料废水经纳滤技术处理变成两股水:透过膜的淡水和浓缩浓液。淡水可回用补充生产用水,浓液中的有用成份也可回收作原料,节约了成本。
作者:大河水网/发布日期:2009/9/29 10:55:00