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水處理技術(shù)：膜分離技術(shù)介紹
來源：原創(chuàng)
編輯：富生源
時間：2016-09-14 16:13
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膜分離是指以具有選擇透過功能的薄膜為分離介質(zhì)，通過在膜兩側(cè)施加一種或多種推動力刻伊，使原料中的某些組分選擇性地優(yōu)先透過膜露戒，從而達(dá)到混合物分離和產(chǎn)物提取、純化捶箱、濃縮等目的智什。原料中的溶質(zhì)透過膜的現(xiàn)象一般叫做滲析;溶劑透過膜的現(xiàn)象叫做滲透。
膜分離過程有多種丁屎，不同的分離過程所采用的膜及施加的推動力也不同荠锭。根據(jù)推動力的不同，膜分離過程主要有下列幾種：
(1)基于壓力差：如微濾(microfiltration,MF)晨川、超濾(ultrafiltration,UF)证九、納濾(nanofiltration,NF)與反滲透(reverseosmosis,RO)。當(dāng)在膜兩側(cè)施加一定的壓力差時共虑，混合液中的一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜愧怜，而微粒、大分子妈拌、鹽等被截留下來拥坛，從而達(dá)到分離的目的。這四種膜分離過程的主要區(qū)別在于被分離物質(zhì)的大小和所采用膜的結(jié)構(gòu)和性能不同尘分。微濾的分離范圍為0.05～10mm猜惋，壓力差為0.015～0.1MPa;超濾的分離范圍為0.001～0.05mm，壓力差為0.1～1MPa;反滲透常用于截留溶液中的鹽或其它小分子物質(zhì)培愁，壓力差與溶液中的溶質(zhì)濃度有關(guān)著摔，一般在2～10MPa;納濾介于反滲透和超濾之間，脫鹽率及操作壓力通常比反滲透低定续，一般用于分離溶液中相對分子質(zhì)量為幾百至幾千的物質(zhì)谍咆。
(2)基于濃度差：如擴(kuò)散滲析(dialysis)禾锤，是指利用離子交換膜將濃度不同的進(jìn)料液和接受液隔開，在濃度差的推動力作用下卧波，溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)透過膜向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散时肿，當(dāng)膜兩側(cè)的濃度達(dá)到平衡時，滲析過程停止進(jìn)行港粱。擴(kuò)散滲析主要于工業(yè)廢水酸螃成、堿回收，回收率可達(dá)70-90%查坪，但不能將它們濃縮寸宏。
(3)基于電位差：如電滲析(electrodialysis,ED)，是指在直流電場的作用下偿曙，利用陰氮凝、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過望忆，陰膜只允許陰離子通過)罩阵，使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種膜分離過程。電滲析主要用于脫鹽启摄，如苦咸水淡化稿壁、純凈水制備等，還可以利用電極反應(yīng)歉备，用于工業(yè)廢水酸堿和金屬的回收傅是。
(4)基于滲透壓：如正滲透(forwardosmosis，F(xiàn)O)蕾羊，利用比鹽水滲透壓更高的溶液作為驅(qū)動液喧笔，使水自發(fā)地從鹽水側(cè)透過半滲透膜達(dá)到驅(qū)動液側(cè)，結(jié)合易于循環(huán)使用的驅(qū)動液龟再，可用于海水脫鹽书闸。由于FO膜對水中的無機(jī)、有機(jī)物質(zhì)均有良好的截留效果利凑，正滲透還可用于污/廢水凈化浆劲。此外，由于在正滲透過程中不使用外加壓力截碴，因此可有效降低膜污染。
與傳統(tǒng)分離技術(shù)相比蛉威，膜分離技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
(1)在膜分離過程中不發(fā)生相變日丹，與其它方法相比，能耗較低;
(2)一般在常溫下進(jìn)行蚯嫌，特別適于對熱敏感物質(zhì)的處理哲虾，并且不消耗熱能;
(3)一般不需要投加其它物質(zhì)丙躏，不帶入二次污染物質(zhì)，不改變分離物質(zhì)的性質(zhì)束凑，并節(jié)省原材料和化學(xué)藥品;
(4)在膜分離過程中晒旅，分離和濃縮同時進(jìn)行，可回收有價值的物質(zhì);
(5)分離裝置簡單汪诉，操作容易废恋，運(yùn)行穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制扒寄。
因此鱼鼓，膜分離技術(shù)除廣泛用于海水和苦咸水淡化、純水生產(chǎn)外该编，在飲用水凈化迄本、城市污水處理與利用以及各種工業(yè)廢水處理與回收利用等領(lǐng)域的應(yīng)用也得到廣泛關(guān)注。
膜分離過程有多種丁屎，不同的分離過程所采用的膜及施加的推動力也不同荠锭。根據(jù)推動力的不同，膜分離過程主要有下列幾種：
(1)基于壓力差：如微濾(microfiltration,MF)晨川、超濾(ultrafiltration,UF)证九、納濾(nanofiltration,NF)與反滲透(reverseosmosis,RO)。當(dāng)在膜兩側(cè)施加一定的壓力差時共虑，混合液中的一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜愧怜，而微粒、大分子妈拌、鹽等被截留下來拥坛，從而達(dá)到分離的目的。這四種膜分離過程的主要區(qū)別在于被分離物質(zhì)的大小和所采用膜的結(jié)構(gòu)和性能不同尘分。微濾的分離范圍為0.05～10mm猜惋，壓力差為0.015～0.1MPa;超濾的分離范圍為0.001～0.05mm，壓力差為0.1～1MPa;反滲透常用于截留溶液中的鹽或其它小分子物質(zhì)培愁，壓力差與溶液中的溶質(zhì)濃度有關(guān)著摔，一般在2～10MPa;納濾介于反滲透和超濾之間，脫鹽率及操作壓力通常比反滲透低定续，一般用于分離溶液中相對分子質(zhì)量為幾百至幾千的物質(zhì)谍咆。
(2)基于濃度差：如擴(kuò)散滲析(dialysis)禾锤，是指利用離子交換膜將濃度不同的進(jìn)料液和接受液隔開，在濃度差的推動力作用下卧波，溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)透過膜向濃度低的一側(cè)擴(kuò)散时肿，當(dāng)膜兩側(cè)的濃度達(dá)到平衡時，滲析過程停止進(jìn)行港粱。擴(kuò)散滲析主要于工業(yè)廢水酸螃成、堿回收，回收率可達(dá)70-90%查坪，但不能將它們濃縮寸宏。
(3)基于電位差：如電滲析(electrodialysis,ED)，是指在直流電場的作用下偿曙，利用陰氮凝、陽離子交換膜對溶液中陰、陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過望忆，陰膜只允許陰離子通過)罩阵，使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種膜分離過程。電滲析主要用于脫鹽启摄，如苦咸水淡化稿壁、純凈水制備等，還可以利用電極反應(yīng)歉备，用于工業(yè)廢水酸堿和金屬的回收傅是。
(4)基于滲透壓：如正滲透(forwardosmosis，F(xiàn)O)蕾羊，利用比鹽水滲透壓更高的溶液作為驅(qū)動液喧笔，使水自發(fā)地從鹽水側(cè)透過半滲透膜達(dá)到驅(qū)動液側(cè)，結(jié)合易于循環(huán)使用的驅(qū)動液龟再，可用于海水脫鹽书闸。由于FO膜對水中的無機(jī)、有機(jī)物質(zhì)均有良好的截留效果利凑，正滲透還可用于污/廢水凈化浆劲。此外，由于在正滲透過程中不使用外加壓力截碴，因此可有效降低膜污染。
與傳統(tǒng)分離技術(shù)相比蛉威，膜分離技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
(1)在膜分離過程中不發(fā)生相變日丹，與其它方法相比，能耗較低;
(2)一般在常溫下進(jìn)行蚯嫌，特別適于對熱敏感物質(zhì)的處理哲虾，并且不消耗熱能;
(3)一般不需要投加其它物質(zhì)丙躏，不帶入二次污染物質(zhì)，不改變分離物質(zhì)的性質(zhì)束凑，并節(jié)省原材料和化學(xué)藥品;
(4)在膜分離過程中晒旅，分離和濃縮同時進(jìn)行，可回收有價值的物質(zhì);
(5)分離裝置簡單汪诉，操作容易废恋，運(yùn)行穩(wěn)定，易于實(shí)現(xiàn)自動化控制扒寄。
因此鱼鼓，膜分離技術(shù)除廣泛用于海水和苦咸水淡化、純水生產(chǎn)外该编，在飲用水凈化迄本、城市污水處理與利用以及各種工業(yè)廢水處理與回收利用等領(lǐng)域的應(yīng)用也得到廣泛關(guān)注。
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