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超濾膜在水質凈化過程中的應用
點擊次數：2309 發布時間：2011-3-23
超濾是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，平均孔徑在3-100nm之間。超濾膜技術是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術。其截留機理主要是篩分作用，但有時膜孔徑既比溶劑分子大，又比溶質分子大，故膜表面的化學特性（膜的靜電作用）也起著截留作用。以膜兩側的壓力差為驅動力，以超濾膜為過濾介質，在一定的壓力下，當水流過膜表面時，只允許水及低分子量溶質通過，從而達到溶液的凈化、分離、與濃縮的目的。
飲用水處理
20世紀末，由于水環境污染加劇，以及水質檢測技術的發展，出現了許多新的水質問題，如賈第蟲和隱孢子蟲（兩蟲）問題、水蚤及紅蟲問題、藻類污染加劇及臭味和藻毒素問題、水的生物穩定性問題等。為此，世界各國都對飲用水制訂了更多的指標項目（100多項）和更嚴格的水質衛生標準。但用常規處理（*代飲用水技術）加臭氧—活性炭深度處理（第二代飲用水技術）已不能滿足要求了，故超濾膜技術被引用，被稱之為第三代飲用水技術。
超濾一般能去除水中包括水蚤、藻類、原生動物、細菌甚至病毒在內的微生物，與第二代處理工藝結合能充分發揮各工藝的優點，對水中的致病微生物、濁度、天然有機物、微量有機污染物、氨氮等都有較好的處理效果，從而滿足人們對水質越來越高要求。
廢水處理
據超濾膜各項特點，無論在生活污水還是在工業廢水中都得到廣泛應用。生活污水經過超濾使處理水質變好從而進行回用，而工業廢水中由于一般技術不能達標，采用超濾技術能充分處理廢水。
（1）.生活污水處理
城市污水處理廠廢水，可采超濾膜技術進行處理，處理后的質較好，可用于中水回用，且反應器占地面積小，設備投資低。可泛應用于小區中水回用。
（2）.含油廢水的處理
含油廢水存在的狀態分三種：浮油、分散油、乳化油。前兩種較容易處理，可采用機械分離、凝聚沉淀、活性炭吸附等處理使又分降到很低。但乳化油含有表面活性劑和起同樣作用的有機物，油分以微米級大小的離子存在于水中，重力分離和粗?；ǘ急容^困難。超濾膜能達到目的，它使水和低分子有機物透過膜，從而實現油水分離。例如油田含油廢水中通常油量為100～1 000 mg/ L ,超過國家排放標準（ < 10mg/ L） ,故排放前必須進行除油處理應用中空纖維超濾技術,在操作壓力為0. 1 MPa ,污水溫度40 ℃時,膜的透水速度可達60～120 L/（m2·h） ,可將原油200～1 000 mg/L的廢水處理后達到環境排放標準。
（3）.食品工業廢水處理
食品工業中牛奶、飲料、粉、酵母、豆腐、肉類等加工過中形成的廢水，含有大量的蛋質、淀粉、酵母、乳糖及脂肪等都有一定的回收價值，而這類廢中的BOD和COD又較高，會對環境成污染。用一般生化法較難處理 且無法回收其中有用的物質，用濾法可以實現回收利用又達到凈廢水的目的。如采用中空纖維和管式超濾裝置處理蟹加工廢水時，入口壓力采用0.18MP，出口壓力采用0.12MP，濃縮倍數可達十倍，20L廢水濃縮液經離心干燥可獲得180g的干燥固體、含40%的蛋白質和23%-45%的脂肪。
（4）.電鍍廢水
電鍍廢水的用水量高，其中的氰化物、六價鉻、鎳、銅、鋅、鎘等重金屬離子具有很強的毒性，對人、動物和農作物等都會造成嚴重的危害。電鍍廢水的特點是可生化性小，且里面的金屬離子難以被微生物吸收。目前國內外治理電鍍廢水使用技術中，利用鐵氧化法處理電鍍廢水，雖然原料方便和價廉，但是出水色感差、污泥量大。利用電解法處理電鍍廢水，處理效果雖然較好，但是投資較大、耗電較多，處理成本持高不下。采用超濾膜和反滲透膜連用可以使鍍鎳廢水中的電導率、鎳、硝酸鹽和總有機碳的去除率分別為97%，99.8%，95%和87%，通過超濾膜作為預處理，反滲透膜的污染明顯減少，并且反滲透膜的通量能提高30~50%。
（5）.造紙廢水的處理
造紙廢水處理堿回收中應用zui多的是燃燒法堿回收，此種方法不僅不經濟，還沒有對有用的物質進行回收。超濾應用于造紙廢水中，主要是對某些成分進行濃縮并回收，而透過的水又重新返回工藝中使用，主要回收的物質是磺化木質素，它可以再返回紙漿中被在利用，這樣就能創造較大的環境效益和經濟效益。
3.海水淡化
中東地區是水資源缺乏zui嚴重的地方，從十九世紀60年代膜技術被用于解決這些國家的缺水問題，但許多反滲透海水淡化系統面臨著膜污染嚴重的問題，主要因為反滲透系統的傳統的預處理方法無法提供可靠的入水水質。因此絕大多數淡化工廠，在遠遠低于其設計出水量的情況下工作，甚至有些工廠的出水量達不到zui初設計的30％。
小型淡化裝置的研究非常清楚的表明，超濾系統可以有效的控制海水水質，為反滲透系統提供高質量的入水。長期試驗也表明，超濾系統的出水SDI值可以非常好的控制在2以下。這些測試在超濾系統前不必作任何預處理，并且適用各種海水水質。
在中，超濾膜技術已得到了廣泛應用，廣泛應用于實驗室、研究所、生命科學及醫療技術應用等領域，通用電氣醫療集團生命科學部的業務主要集中于細胞和蛋白質組科學學的技術研究、生物醫藥制品，如疫苗、細胞治療產品和抗體的等