膜分离技术在给水处理中的应用.pdf

2010年全国给水排水技术信息网年会论文集

膜分离技术在给水处理中的应用
郑伟青

（中国核电工程有限公司河北分公司，石家庄050021）

摘要膜分离技术是21世纪最有前途的水处理技术之一。以压力为驱动力的膜分离技术有反渗透
（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）和微滤（MF）。膜污染是膜技术用于净水处理的最大障碍，应尽可能减轻膜
的浓差极化，延缓膜污染，从而延长膜的使用周期和使用寿命，取得更佳的经济效益。
关键词膜分离技术RONFUF与MF膜污染

1概述会改变物质的属性，也不需要有添加剂参加反应，
不会带来新的污染物和浪费其他的物质，可用于多
膜分离技术作为饮用水处理的一个独立工艺，
种类型的水处理过程。
是水处理领域近10年来最重要的技术突破。1987年，
（4）膜分离技术所需设备简单，便于维修，而
在美国科罗拉多州的Keystonecolo建成世界上第一
且设备占地面积一般小于常规处理方法，处理效果
座膜分离净水厂，水量为105m3/d，使用的是外压式
好，所以运营成本低。
中空纤维聚丙烯MF膜，孔径0.2μm，处理地面水；
（5）膜分离技术处理的出水水质优良。膜分离
目前世界上最大规模的MF膜分离净水厂是位于美
技术可以有效地去除水的臭味、色度、消毒副产物
国加州SanJose的Saratoga水厂，水量1.9万m3/d，使
[1]前体及其他有机物和微生物。
用0.2μm孔径的中空纤维膜，1994年2月投产。1988
（6）膜分离技术处理的出水水质稳定。其出水
年法国Amoncourt市建成了使用醋酸纤维素中空纤
水质取决于膜选择性的大小，与原水水质及运行条
维UF膜（截留分子量为100000Dalton）的膜分离净
[2]件基本无关。
水厂，处理能力为240m3/d；1989年，荷兰应用UF
膜建立净水厂，用以去除浊度并消毒，处理能力为2.3膜分离技术的工艺流程
1200m3/d。而日本更是从1992年起，组成“膜应用
目前，水厂设计的膜分离处理工艺流程有以下
新型净水系统委员会”，对UF膜和MF膜处理饮用
几种：
水进行大规模的研究[3]。目前在日本，共有113座膜
分离水厂，总水量为78000m3/d。在我国的广东东莞，(1)原水膜分离(UF或MF)消毒出水
已经建成了一座水量为6000m3/d的膜分离水厂，采(2)原水混凝膜分离(UF或MF)消毒出水
用烧结聚乙烯（PE）管式微滤组件和原水絮凝后直(3)原水混凝粉末活性炭膜分离(UF或MF)消毒出水
接过滤工艺[4]。
流程（1）最简洁，充分体现了膜分离的特点，
2膜分离技术简介为许多膜分离水厂采用。例如，日本目前所有的己
[10]
2.1膜分离技术的定义建成的膜分离水厂均采用此流程。但这种流程膜
过滤阻力大，过滤周期短，且膜容易受到污染，去
膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，当除水中溶解性有机物的效果差。
在两侧施加某种推动力时，原料侧组分就会选择性流程（2）在膜过滤前投加混凝剂，混凝可将水
透过膜，从而达到分离和提纯的目的。中的悬浮颗粒和胶体变成松散的絮凝体，降低了膜
2.2膜分离技术的优点[5～9]过滤阻力，还可去除一部分有机物。
流程（3）通过投加混凝剂和粉末活性炭，不仅
（1）膜分离技术能耗低。因为膜分离过程不发
可有效地降低过滤阻力还可去除有机物。
生相变化，其中以反渗透耗能最低，这对于克服国
流程（2）、（3）实际上是一种吸附和膜分离
家的能源危机有相当的意义。
处理相结合工艺，它结合了膜分离和粉末活性炭吸
（）膜分离技术对于热敏感物质分离效果好。
2附的优点。混凝剂和粉末活性炭吸附水中的有机物，
因为膜分离技术是在常温下进行的。
超滤膜或微滤膜将混凝形成的矾花和吸附了的粉末
（3）膜分离技术适用的范围广，且反应过程不
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表1CRISTALPRUCESS工艺在世界各地的应用

地点建成时间规模（m3/d）水源PAC投量（mg/L）主要污染物

ChateGerard，法国1993660地下水6～8色度
Cheimisey，法国1994200地下水10TOC
Apie，法国199628000水库水8TOC
SaintQuentin，法国1997250地下水5农药
Vigneux，法国199755000地下水8TOC
Kopper，斯洛文尼亚199735000水库水10农药
Lausanne，瑞士199965000湖水5～10

活性炭从水中分离。粉末活性炭和超滤膜结合的工砂滤甚至UF和MF作为预处理。如位于法国巴黎郊
艺也被称为“CRISTALPRUCESS”。外的MerySurQise水厂，产水量14万m3/d，为世界
下表为这种工艺在世界各地应用的情况[11]。最大处理水量的NF膜分