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膜技術在廢液處理中的應用
用超濾或納濾膜實現冷凝水的達標排放
膜技術作為一個古老但是新興的技術，技術開發越來越深入，應用範圍越來越廣泛。依據其孔徑的不同（或稱為截留分子量，膜的孔徑一般為微米級），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。
一、微濾（MF）膜技術
1、微濾(MF)的基本原理
微濾膜能截留0.1-1微米之間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體（無機鹽）等通過，但會截留懸浮物，細菌，及大分子量膠體等物質。微濾膜的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是世界上開發應用最早的膜技術，以天然或人工合成的高分子化合物作為膜材料。對微濾膜而言，其分離機理主要是篩分截留。
2、微濾膜的應用
1）水處理行業:水中懸浮物，微小粒子和細菌的去除;
2）電子工業:半導體工業超純水、集成電路清洗用水終端處理；
3）制藥行業:醫用純水除菌、除熱原，藥物除菌;
4）醫療行業:除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質等多種溶液中的菌體;
5）食品工業:飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質、酵母和黴菌的去除，果汁的澄清過濾。
6）化學工業:各種化學品的過濾澄清。
二、超濾（UF）膜技術
1、超濾（UF）原理
超濾(Ultra-filtration, UF)是一種能將溶液進行淨化和分離的膜分離技術。超濾膜系統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑(如水分子)、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到淨化和分離的目的。
超濾過濾孔徑和截留分子量的範圍一直以來定義較為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大於0.01微米，或截留分子量大於300,000 Dalton的微孔膜就應該定義為微濾膜或精濾膜。
2、超濾膜的應用
超濾膜的應用範圍極其廣泛，基本上涉及過濾的行業都可以用到過濾設備，基本過濾的行業如下：
純水與超純水制備工藝中作為反滲透預處理以及超純水的終端處理；工業用水中用於分離細菌、熱源、膠體、懸浮雜質及大分子有機物；飲用水、礦泉水淨化；發酵、制劑工業、制藥工業的濃縮、純化與澄清；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、制糖工業、酒類、茶汁、醋等的分離、濃縮與澄清；工業廢水與生活污水的淨化和回收；電泳漆的回收。
超濾膜分離可取代傳統工藝中的自然沉降，板框過濾，真空轉鼓，離心分離，溶媒萃取，樹脂提純，活性炭脫色等工藝過程。該過程為常溫操作，無相態變化，不產生二次污染。
三、納濾(NF)膜技術
1、納濾(NF)原理
納濾(NF)是一種新型分子級膜分離技術，是目前世界膜分離領域研究的熱點之一。NF膜孔徑在1nm以上，一般在1-2nm;對溶質的截留性能介於RO與UF膜之間;RO膜幾乎對所有的溶質都有很高的脫除率，但NF膜只對特定的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去除二價、三價離子，Mn≥200的有機物，以及微生物、膠體、熱源、病毒等。納濾膜的一個很大特徵是膜本體帶有電荷，這是它在很低壓力下(僅0.5MPa)仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因，也是NF運行成本較低的主要原因。NF適合各種含鹽水源，水利用率一般為75%~85%，海水淡化時在30%~50%，沒有酸鹼廢水排放。
2、納濾膜在水處理中的應用
1）納濾膜在飲用水中的應用
納濾操作壓力小，是飲用水制備和深度淨化的首選工藝。
目前，大多數城市的給水水源均受到不同程度的污染，而自來水廠的常規處理工藝對水中有機物去除率不高，當採用氯殺菌消毒時，氯又會與水中的有機物會生成滷代副產物。Peltier等4年的跟蹤研究表明：採用納濾系統後水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水余氯的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，最終網線中三滷甲烷(THMs)的形成比未採用納濾系統時減少了50%。另外，由於生物降解型溶解有機碳(BCOD)的減少，改進了產水的生物穩定性。
納濾技術能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此脫鹽是納濾技術應用最多的領域。膜法水處理技術在投資、操作和維修及價格等方面與常規的石灰軟化和離子交換過程相近，但具有無污泥、不需再生、完全除去懸浮物和有機物、操作簡便和占地省等優點，應用實例較多。納濾可以直接用於地下水、地表水和廢水的軟化，還可以作為反滲透、太陽能光伏脫鹽裝置等的預處理。
2）納濾膜在海水淡化中的應用
海水淡化是指將含鹽量為35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的飲用水。
3）納濾膜在廢水處理中的應用
①生活污水
生活污水一般用生物降解/化學氧化法結合處理，但氧化劑的用量太大，殘留物多。有學者採用微絮凝纖維球過濾.超濾.納濾組合工藝對賓館洗浴廢水進行過小試試驗。超濾出水水質可達到回用至賓館廁所沖洗、綠化等環節的用水要求，納濾出水水質可達到生活飲用水衛生標準(GB5749.85)，可以回用至賓館洗衣、洗浴等用水要求更高的環節。
②紡織、印染廢水
紡織廢水中含有的染料很難用生物的方法去除，Hassani研究了酸性、活性、直接和分散染料水溶液的濃度、壓力、總溶解性固體和無機鹽含量等對納濾膜截留性能的影響。
③制革廢水
制革廢水含有高濃度的有機物、硫酸鹽和氯化物，酸洗工序的廢液電導值達到75mS/cm。Bes-Pia採用NF技術回收了制革廢水，所得到的高濃度硫酸鹽濃水回到酸洗段，而氯化物的產水打回裂化反應鼓。
④電鍍廢水
電鍍工廠往往產生大量廢液，儘管採取酸化、化學無害化、沉降和分離污泥等複雜處理步驟，產水含鹽量高，不能重新回用。
⑤造紙廢水
在紙漿和造紙業中，勻漿、漂白和造紙等工序都需要大量的水。實現水系統的(半)密閉循環是紙漿廠、造紙廠節約水資源降低排放量的最佳途徑。傳統活性污泥法的產水中還含有部分有色化合物、微生物、抗體和少量的生物分解物，懸浮固體等，僅能被用於製造包裝紙，不能用於更高級別紙的生產。另外，該法不能減少無機鹽的含量。有學者對比了水→納濾以及造紙廢水→活性污泥→納濾兩種處理工藝的實用性，實驗表明：兩種方法的出水質量相似，第二種方法的產水通量更好，出水可以用於高級別紙。但納濾產水仍然含有一定量的一價鹽，需要再增加低壓反滲透裝置脫除鹽類才能保證循環水的質量。
四、反滲透（RO）膜技術
1、反滲透(RO)的原理
反滲透是一種以壓力為推動力的膜分離過程在使用中為產生反滲透壓需用水泵給含鹽水溶液或廢水施加壓力以克服自然滲透壓及膜的阻力使水透過反滲透膜，將水中溶解鹽或污染雜質阻止在反滲透膜的另一側。
2、反滲透膜在水處理中的應用
1）在水處理方面的常規應用
水是人們賴以生存和進行生產活動必不可少的物質條件。由於淡水資源日益缺乏，世界上反滲透水處理裝置的能力已達到每天數百萬噸。
2）在城市污水方面的應用
目前，反滲透膜在城市污水深度處理方面的應用尤其是污水處理廠二級出水回用及中水回用等，已受到高度重視。
3）在重金屬廢水處理方面的應用
含重金屬離子廢水的常規處理方法都只是一種污染轉移,即將廢水中溶解的重金屬轉化成沉澱或更加易於處理的形式，其最終處置常常是進行填埋，而重金屬對地下水和地表水環境造成二次污染的危害依然長期存在。
4）在含油廢水方面的應用
含油廢水是一種量大面廣的工業廢水，若直接排入水體，會在水體表層產生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水中缺氧、生物死亡、發出惡臭，嚴重污染生態環境。油3.5mg/L、總有機碳(TOC)(16~23)mg/L的油田采出水處理到鍋爐用水水質，處理後的水回用於電站鍋爐給水。