第四章 膜法水处理
第四章膜法水处理
膜分离法是利用选择性透过膜为分离介质．当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差)时，使溶剂(通常是水)与溶质或微粒分离的方法。一般包括电渗析、反渗透、超滤、扩散渗析等，其中的反渗透、超滤相当于过滤技术。
用选择性透过膜进行分离时，使溶质通过膜的方法称为渗析；而使溶剂通过膜的方法则称为渗透。
电渗析法是以电位差为推动力的膜分离法，用于从水溶液中脱除离子，主要用于苦咸水脱盐或海水淡化。其膜是导电膜，即阳离子交换膜和阴离子交换膜。
以压力差为推动力的膜分离法，根据溶质粒子的大小及膜的结构性质(超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等)，又可分为超滤、纳滤、反渗透等。反渗透法可用于溶剂的纯化和溶液浓缩。反渗透法大部分应用于水的纯化．主要是苦咸水脱盐或海水淡化。反渗透法的另一个重要应用为制备高纯水。
膜是分离技术的核心。膜材料的化学性能、结构对膜分离法起着决定性的作用；一般是高分子材料制成的膜，有纤维素膜、芳香聚酰胺类膜、杂环类膜、聚砜类膜、聚烯烃类膜和含氟高分子膜等。
膜分离法的特点：①不发生相变、常温进行、适用范围广(有机物、无机物等)、装置简单、易操作和易控制等。②膜法水处理具有适应性强、效率高、占地面积小、运行经济的特点。所以，国内外已把电渗析法、反渗透法或膜分离法与离子交换相结合的方法应用于锅炉水处理。第一节电渗析
电渗析是膜分离技术的一种，它是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或纯化的目的。
电渗析的进展：对电渗析基本概念的研究始于20世纪初，采用动物皮、膀胱膜或人造纤维、羊皮纸等进行实验室研究，但无工业应用价值；随着合成树脂的发展，1950年，朱达试制出具有高选择性的阴、阳离子交换膜后，才奠定了电渗析技术的实用基础；1954年美、英等国将电渗析首先用于生产实践中，淡化苦咸水、制备工业用水和饮用水。此后，电渗析技术逐步引入中东和北非。1959年起，前苏联也开始研究和推广应用。日本主要利用电渗析法浓缩制盐，1969年日本国内食盐有30％是用离于交换膜电渗析法生产的，1970年才将电渗析技术用于苦咸水淡化。
一、电渗析基本原理及过程
1. 渗析过程
（1）渗析的原理
渗析是最早被发现和研究的一种膜分离过程，它是一种自然发生的物理现象。当两种不同浓度的盐水用一张渗析膜（半透膜或离子交换膜)隔开时，浓盐水中的电解质离子就会穿过膜扩散到稀盐水中去，这种过程称为渗析过程，亦称扩散渗析。渗析过程的推动力是浓度梯度，因此又称浓差渗析。
图4-1渗析过程示意图图4-2 浓差渗析回收酸渗析过程是缓慢进行的，随着盐分浓度梯度的降低．盐的扩散也逐渐减少，直到膜两边浓度相同，建立了平衡，盐分的迁移也就完全停止。
（2）渗析的应用
①血液透析
②从酸碱废液中回收酸碱。
浓差渗析回收酸见图4-2。料液中由于H2SO4和FeSO4的浓度高，其中Fe2+、H+、SO42-均有向渗析液H2O中扩散的趋势，由于使用阴离子交换膜作渗析膜，因此理论上阴膜只允许SO42-透过膜进入渗析液，而H+离子由于水合离子半径小，迁移速度快，故也能透过膜迁移到渗析液中。H+和1/2SO42-等摩尔透过膜，以保持溶液的电中性。但是Fe2+离子则不透过阴膜。经过一段时间的渗析后，料液中的 H2SO4 即进入渗析液中，实现了 FeSO4和 H2SO4的分离，即可实现回收废硫酸的目的。
2. 电渗析过程
电渗析过程是电解和渗析扩散过程的组合。电渗析制取淡水的基本过程：利用离子交换膜的选择透过性，即阳膜理论上只允许阳离子通过，阴膜理论上只允许阴离子通过，在外加直流电场作用下，阴、阳离子分别往阳极和阴极移动，它们最终会于离子交换膜，如果膜的固定电
荷与离子的电荷相反，则离子可以通过，如果它们的电荷是相同的．则离子被排斥，从而可以制得淡水。电渗析运行时可能发生的过程见图4-3。
图4-3 电渗析运行时可能发生的过程
(1) 反离子迁移
离子交换膜具有选择透过性。反离子迁移是电渗析运行时发生的主要过程，也就是电渗析的除盐过程，反离子迁移效应大于0.9。
(2) 同名离子迁移
与膜上固定基团所带电荷相同的离子穿过膜的现象。即浓水中阳离子穿过阴膜，阴离子穿过阳膜，进入淡室的过程，就是同名离子迁移。
这是由于离子交换膜的选择透过性不可能达到100％。当膜的选择性固定后，随着浓室盐浓度增加，这种同名离子迁移影响加大。
(3) 电解质浓差扩散
由于膜两侧溶液浓度不同，在浓度差作用下，电解质由浓室向淡室扩散，扩散速度随浓度差的增高而增大。
(4) 水的渗透
在电渗析过程中，由于淡室水浓度低，基于渗透压的作用，会使淡室的水向浓室渗透。
浓度差愈大，水的渗透量也愈大，这一过程会使淡水产量降低。
(5) 水的电渗透
反离子和同名离子，实际上都是以水合离子形式存在，在迁移过程中携带一定数量的水分子迁移，这就是水的电渗透。随着溶液浓度的降低，水的电渗透量急骤增加。
(6) 水的压渗
当浓室和淡室存在着压力差时，溶液由压力大的一例向压力小的一侧渗漏，称为水的压渗，
因此操作时应保持两侧压力基本平衡。
(7) 水的电离
电渗析运行时，由于电流密度相液体流速不匹配，电解质离子未能及时地补充到膜的表面，而造成淡室水的电离生成H+和0H-离子，它们可以穿过阳膜和阴膜。
对电渗析各过程的评价
电渗析器在运行时，同时发生着多种复杂过程：
反离子迁移是电渗析除盐的主要过程,其它都是次要过程。
这些次要过程会影响和干扰电渗析的主要过程：
–同名离于迁移和电解质浓差扩散与主过程相反，会影响除盐效果；
–水的渗透、电渗透和压渗会影响淡室产水量，也会影响浓缩效果；
–水的电离会使耗电量增加，导致浓室极化结垢，从而影响电渗析的正常远行。
因此必须选择优质离子交换膜和最佳的电渗析操作条件，以便消除或改善这些次要过程的影响。
3. 电渗析法脱盐的基本原理
把阳离子交换膜和阴离子交换膜交替排列于正负两个电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成脱盐(淡化)和浓缩两个系统。
当向隔室通入盐水后，在直流电场作用下，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，但由于离子交换膜的选择透过性，而使淡室中的盐水淡化，浓室中盐水被浓缩，实现脱盐目的。
电渗析法原理示意图
电渗析上两极的反应——以NaCl溶液为例
在阳极上：2Cl- - 2e → Cl2↑
H2O → H+ + OH-
4OH- - 4e → O2 + 2H2O
产生的氯气又有一部分溶于水中：
Cl2 + H2O → HCl + HClO
HClO →HCl + [O]
阳极反应有氧气和氯气产生，氯气溶于水又产生HCl及初生态氧[O]，阳极呈酸性反应，应当注意阳极的氧化和腐蚀问题。
在阴极上： H2O --→ H+ + OH-
H+ + 2e --→ 2H2↑
Na+ + OH- --→ NaOH
在阴极室由于H+离子的减少，放出氢气，极水呈碱性反应，当极水中含有Ca2+、Mg2+和CO32-
等离子时，会生成CaCO3和Mg(OH)2等沉淀物，在阴极上形成结垢。
在极室中应注意及时排除电极反应产物，以保证电渗析过程的安全运行，考虑到阴膜容易损坏，并为了防止Cl-离子透过阴膜进入阳极室，所以在阳极附近一般不用阴膜，而改用阳膜或惰性多孔保护膜。
4. 电渗析技术的特点
(1) 能量消耗低。
电渗析除盐过程中，只是用电能来迁移水中的盐分，而大量的水不发生相的变化，其耗电量大致与水中的含盐量成正比，尤其是对含盐量为数千mg/L的苦咸水，其耗电量更低。
(2) 药剂耗量少．环境污染小
常规的离子交换处理水时，树脂失效后需用酸、碱进行再生，再生后生成大量酸、碱再生废液，水洗时还要排放大量酸、碱性废水。
电渗析法处理水时，仅酸洗时需要少量的酸。因此电渗析法是耗用药剂少，环境污染小的一种除盐手段。
(3) 对原水含盐量变化适应性强
电渗析除盐可按需要进行调节。产水量可按需要从每日几m3至上万m3变化。可根据设计一台电渗析器中的段数、级数或多台电渗析器的串联、并联或不同除盐方式(直流式、循环式或部分循环式)来适应。
(4) 操作简单，易于实现机械化、自动化
电渗析器一般是控制在恒定直流电压下运行，不需要通过频繁地调节流速、电流及电压来适应水质、温度的变化。因此，容易做到机械化、自动化操作。
(5) 设备紧凑耐用．预处理简单
电渗析器是用塑料隔板、离子交换膜及电极组装而成，其抗化学污染和抗腐蚀性能均良好，隔板相膜多层更加在一起，运行时通电即可制得淡水，因此设备紧凑耐用。
由于电渗析中水流是在膜面平行流过，而不需透过膜，因此进水水质不像反渗透控制的那样严格，一般经砂滤即可，相对而言预处理比较简单。
(6) 水的利用率较高
电渗析器运行时，浓水和极水可以循环使用，与反渗透相比，水的利用率较高，可达到70％～80％，国外可高达90％。废弃的水量少，再利用和后处理都比较简单。
电渗析的缺点
电渗析只能除去水中的盐分．而对水中有机物不能去除，某些高价离子和有机物还会污染膜。电渗析运行过程中易发生浓差极化而产生结垢(用频繁倒极电渗析可以避免)，这些都是电渗析技术较难掌握而又必须重视的问题。
与反渗透相比，由于它的脱盐率较低，装置比较庞大且组装要求高，因此它的发展不如反渗透快。
二、电渗析器的结构及设备
电渗析器由交替排列的膜和隔板以及两端电极组装而成。
在电渗析器中，一张阴膜、淡水隔板、阳膜、浓水隔板组成一个膜对，若干膜对组合成膜堆；一对电极之间的膜堆称为一级，淡水水流方向相同的膜堆称为段。
根据对水量和水质的要求，可采用一级一段、多级一段、一级多段和多级多段的不同组合方式。
电渗析器的主要部件和辅助设备
1. 离子交换膜
离子交换膜，又称离子选择透过性膜。它是由对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜。
按膜中的活性基团可分为：
阳离子交换膜(简称阳膜)：强酸性磺酸型阳膜，活性基团为-SO3H或-SO3Na等，其反离子为H+或Na+等；
阴离子交换膜(简称阴膜)：强碱性季铵型阴膜，活性基团为-N(CH3)3OH或-N(CH3)3Cl等，其反离子为OH-和Cl-等。
离子交换膜是一种高聚物电解质薄膜，当浸入电解质溶液后，其中的活性集团在溶剂的作用下发生离解：
产生的反离子进入水溶液，在膜上留下带有一定电荷的固定基团。由于磺酸基团和季铵基团具有亲水性，使膜在水中溶胀，膜体结构变松，从而形成细微、弯曲和贯通膜两面的通道，使通道中留下带有一定电荷的固定基团而形成内电场。在外电场作用下，由于内电场存在．离子交换膜只允许与其内电场电荷相反的离子通过，而与内电场电荷相同的离子不能通过。离子交换膜的这种选择透过性，是电渗析除盐的基础。
(3) 离子交换膜是电渗析器中的关键材料，故对离子交换膜的物理、化学和电化学性能有一定的要求：
①具有较高的选择透过性
溶液的浓度增高时，离子交换膜的选择透过性下降。
阳离子交换膜对阳离子的选择性迁移数应大于0.9，对阴离子迁移数应小于0.1。
②较好的化学稳定性
耐化学腐蚀、耐氧化、耐一定温度、耐辐射和抗水解的性能。
③离子的反扩散和渗水性较低
无论是同名离子迁移，还是浓差扩散及水的各种渗透过程，都不利于水的脱盐，或引起脱盐率下降。
④具有较高的机械强度
膜应光滑平整，无针孔，厚度均匀。在受到一定压力或拉力时，不会发生变形裂纹，具有较高的机械强度和韧性。
⑤具有较低的膜电阻
膜的电阻应小于溶液的电阻，否则由膜本身所引起的电压降增大不利于最佳电流条件，使电渗析效率下降。
可通过减少膜的厚度，提高膜的交换容量和降低膜的交联度来降低膜电阻。
膜的原料丰富、价格低廉、工艺简单。
膜的处理中的注意事项：
组装前对膜的处理：将膜放在操作溶液中浸泡24～48小时，使之与膜外溶液平衡，然后才裁减打孔。
膜的尺寸应比隔板周边小1mm，比隔板水孔大1mm。
停运后，应在电渗析器中充满溶液，防止膜发霉变质或干燥收缩变形甚至破裂。
2. 隔板
它置于阳膜、阴膜之间，起着分隔和支撑阳膜、阴膜的作用，并形成水流通道，构成浓、淡水室。隔板上有进出水孔、配水槽和集水槽、流水道。
隔板材料为聚氯乙烯、聚丙烯、合成橡胶等非导体材料，能耐酸碱腐蚀，尺寸稳定具有一定的弹性，以便于密封。
根据水流在隔板中的流动状况，分为有回路和无回路两类形式。
a.有回路隔板：依靠弯曲而细长的通道，达到以较小流量提高平均流速的效果，并且在膜面引起搅动，产生紊流现象。一般只有一个进水孔和一个出水孔。水流从一个进水孔经配水槽进入隔板，在流水道中来回流动，从另一出水孔流出，因此又称为折流式隔板。它多用于水量少而除盐要求较高的水处理中。
b.无回路隔板：使液体沿整个膜面流动，利用不同形式的隔网使液流产生紊流。水流是由一个或多个进水口经配布水槽直线地流过隔板，再由对应的出水口流山，又称直流式隔板。它多用
于水量大而除盐要求不高的水处理场合。
3. 极区
向电渗析器输入直流电，并将浓淡水引入膜堆，以及送入和引出极水。极区由电极、导水板和极水室组成。
①电极：电极放在膜堆两端，连接直流电源后，阳极与阴极间产生的电位差成为电渗析的推动力。
电极材料有钛涂钌、石墨、不锈钢等。[Cl-]＜100mg/L时用1Cr18Ni9Ti； [Cl-] ＞100 mg/L 时用钛涂钌电极或经过防腐处理过的细晶粒石墨电极。
电极应具备的条件：化学和电化学稳定性好；导电性好，电阻小；机械性能好，便于加工和装卸；价格便宜。
②导水板：引入和导出浓、淡水，也可作引入和导出极水用。
③极水室：由供极水流动的隔板构成，对极水室的要求是极水畅通，并能及时排去电极反应产生的气体和沉淀物，这也是电渗析过程进行的必要条件。
4. 压紧装置
用来夹极室、保护室极膜堆的装置，其作用是使电渗析器在运行时，不致于产生水的内漏和外漏现象。有钢板或槽钢组合板或铸铁压板两种。钢板或槽钢组合板用螺杆锁紧；铸铁压板也可用液压锁紧。
图4-4 电渗析器的内部结构
5. 电渗析器的辅助设备
(1) 电渗析器的直流电源
采用无级调压硅整流器或可控硅整流器，直流输出应有正、负极开关，或自动倒电极装置。整流器容量(输出电压和电流的额定值)是根据电渗析器所需操作参数选定，并要有一定裕度，一般直流输出电压和电流比正常工作时大两倍左右。
(2) 酸洗系统、水箱、水泵
酸洗系统包括酸箱、循环泵和管道，均应耐腐蚀。
(3) 监测仪表
应设置浓、谈、极水进出口的流量计和压力表；电流、电压表及电导仪、pH计等。有条件时，可安装在线检测仪器自动测量、记录和控制、报警等系统。新型的频繁倒极电渗析器(EDR)，对水流和电流都安装了控制和保护系统，可以定时自动倒换电极极性，同时相应地切换浓、淡水的阀门，并在发生故障时发出信号，将其停运。
三、电渗析法水处理除盐工艺系统
电渗析法水处理除盐工艺系统可以分两种：
1.电渗析器本体的工艺系统
选择经济合理的电渗析工艺系统(即除盐方式)，是设计电渗析除盐水处理工艺的一个重要部分。一般应根据原水水质、用水水量、用水水质要求等，通过技术经济比较后确定。
常用的除盐方式有直流式、循环式和部分循环式三种。
（1）直流式除盐：原水流经一台或多台串联的电渗析器后，即能达到要求的水质。适用于产水量和原水浓度恒定的条件。该法的优点是可连续制水、管道简单；缺点是定型设备的出水水质随原水含盐量而变。
（2）循环式除盐：
将原水在电渗析器和水箱中多次循环，以达到所需出水的水质。优点是不论原水浓度如何变化，都可以将原水处理到要求的任一水平，且流速大，除盐速度快，电渗析器体积小。其缺点是需设置循环水泵和水箱，只能间歇供水，电耗大。适用于制水量小，原水含盐量高，出水水质要求高的小型装置。
（3）部分循环式除盐:
是直流式和循环式除盐相结合的一种方式。在部分循环式除盐工艺系统中，电渗析器的出口淡水分成两路，一路连续出水供用户使用；另一路返回电渗析器与水相中水相混，继续进行除盐。其特点是用定型设备，可适应不同水质和水量的要求。在原水含盐量变化时，可调节循环量去保持出水水质稳定，但系统较复杂，电耗大。适用于大规模的水处理系统。
图4-5 电渗析器的除盐方式
2. 电渗析器与其他水处理设备的组合除盐系统
电渗析一般用于含盐量较高的苦咸水、高硬度水的部分除盐，以作深度除盐的顶处理。
由于电渗析法除盐有其适用范围，在应用中，应根据原水水质和除盐水水质要求，与离子交换水处理技术等相结合，使其在水处理工艺中各自发挥其优势，以达到合理的技术经济效果，并能稳定运行。其常用的组合除盐水处理系统如下。
（1）预处理-电渗析-离子交换
这种将电渗析器和离子交换器组合使用的系统在国内外应用较早，也较广泛。
其组合原理是根据电渗析制水时，当其水的电阻率为20×104 Ω·cm以上时，电渗析器易极化而无法继续适应；反之，离子交换却能适应处理低含盐量的水，可以制取高纯水。所以在这种组合水处理系统中，电渗析作为离子交换水处理的前级处理，用以去除原水中的绝大部分(60％～90％)盐分，剩下的少部分盐份再由离子交换进一步去除，即可制取除盐水。
根据对除盐水用水的水质要求，离子交换可以是单床、复床、混合床或其他不同的组合形式。这种系统特点是保证出水水质高，系统运行稳定，再生剂耗用少．对原水含盐量变化的适应性强，适用于苦咸水或沿海地区受海水倒灌影响的情况。
这种组合除盐水处理系统已广泛应用于电力、化工、轻工、电子等领域。
（2）预处理一离子交换一电渗析
这种组合除盐系统在电渗析器之前设置离子交换器(钠型离子交换器)，其目的是去除原水中易结垢的硬度离子(钙、镁)，防止在电渗析器内产生沉淀结垢，降低除盐率，而影响正常运行。（3）预处理一离子交换(软化)一电渗析一离子交换(软化)
这种组合系统中，在电渗析前后均有离子交换软化处理，这是因为预软化可以防止电渗析器中的结垢、堵塞，提高电渗析的除盐效率；电渗析后的离子交换软化处理，可进一步降低水
中的硬度和相对碱度，以保证中、低压锅炉给水的水质。
电渗析在水处理方面的应用
苦咸水及海水淡化、海水浓缩制盐、纯水的制备、工业废水的处理（A.电镀废水；B.造纸工业废水；C.重金属废水）、放射性废水、离子隔膜电解、在其它方面
四、电渗析器的运行
1.电渗析器运行的工艺参数
2. 极化和极限电流密度
有离子交换膜的极化和电极的极化
膜的极化：在电渗析运行过程中，由于反离子在膜内迁移速度大于在溶液中的迁移速度，因而淡水室膜面的溶液浓度下降，并与主体溶液形成浓度梯度。当工作电流增至一定值时，淡水室膜面的溶液浓度几乎下降为零，致使水分子大量电离，使H+和OH-一起传递电流的作用，这一现象称为极化。
当淡水室膜面的溶液浓度为零，则此时的工作电流称为极限电流。极限电流与膜的有效面积之比值称为极限电流密度(i lim)，计算如下：
式中：i lim --极限电流密度，A/cm2； t- --离子在膜中的迁移数；
t --离子在溶液中的迁移数；c --淡水室中水的对数平均含盐量,mmol/L；
δ --膜面扩散层厚度，cm； D --离子扩散系数，cm2/s；
F --法拉第常数，96500 C/mol。
电渗析器的极限电流密度(i lim)与淡水室中的水流速度有关:
i lim = k·vm·c
c = (c j– c c)/[2.3lg(c j/c c)]
式中: v --淡水室中的水流速度，cm/s；
c --淡水室中水的对数平均含盐量，mmol/L；
m --流速指数(在0.33-0.90之间)；
k --水力学系数(隔板特性综合系数)；
c j --淡水室进水的含盐量，mmol/L；
c c --淡水室出水的含盐量，mmol/L。
m与k可通过试验求得。有关试验表明，在设备、水温、水质确定时，v 在5～20cm/s范围内，m与k是常数。在使用同种离子交换膜时，m、k值越大的电渗析装置可获得较高的除盐率。电极极化：主要包括电极表面存在的浓差极化和电化学反应。
电极的浓差极化，是由于电极反应放电时放电离子在电极表面层的浓度低于电极液中的浓度。
3. 极化的危害
电阻增大而增加电耗
淡室中的水电离而消耗电能，且电流效率下降
引起结垢
4. 稳定运行的措施
（1）原水的预处理
原水预处理的目的是为了避免因电渗析设备堵塞和膜污染而引起的电渗析器脱盐率下降、产水量降低和能耗增大。为此应对进水采取相应的预处理措施，控制电渗析器的进水水质指标达到下列要求：
①浊度隔板厚度1.5～2.0mm，＜3mg/L,
隔板焊度0.5～0.9mm，＜O.3mg/L；
②耗氧量＜3mg/L(高锰酸钾煮沸法测定，以O2计)；
③游离性余氯含量＜0.2mg/L；
④铁、锰含量铁含量＜0.3mg/L,锰含量＜0.1mg/L；
④水温 5～40℃；
⑤淤塞密度指数(SDI) 频繁倒极电渗析(EDR)，SDI＜7，
电渗析(ED)，SDI＜3～5。
一般应根据阴板厚度和倒极时间实测出适宜的SDI，一般＜10。
（2）确定合理的操作参数
电渗析器运行中的操作参数包括流速、压力、电压、电流、进水水质、倒极时间间隔和酸洗周期等。如果浓水是循环利用的，还要确定浓水的循环比例。为了保证电渗析器合理、安全、
有效地运行，确定合理的操作参数是非常重要的。
①流速和压力
淡水室流速过低，会造成微量悬浮物沉积，阻力损失增大，各隔室配水不均，膜和水流界面处的扩散层过厚，易产生局部极化。但流速也不可过大，这样会造成设备漏水和变形，出水水质下降，动力消耗增大。
一般流速5～10cm/s，进水压力不超过0.3MPa为宜。进水压力过高，会使膜对变形、漏水；进水压力过低，水流速度就降低；
②电压和工作电流
在确定适当的流速下，需要确定在什么直流电压下运行。这个电压参数的选取，应为与其相对应的工作电流为极限电流的70%～90%时的电压为宜，使其能防止产生极化而造成电流效率降低和结垢。当原水含盐量、硬度和有机物含量高时取低值，反之则取高值。
电渗析器运行时是控制直流电压而不是控制工作电流。电渗析器有一个电压的限值，它是由水温、浓度、膜对尺寸和内管道面积确定的。电压超过限值，将有过大电流由电极通过邻近的膜传到浓水管道，产生足够的热面损坏电极附近的隔板和膜。另一方面由于随运行时间的增加，膜对电阻会有所上升，使电流下降，若为控制一定电流，必定要升高电压．这样易超过电压的限值。
③确定倒极周期
定期切换电极，即定期改变电极的极性，使浓、淡水室切换。此时由于极性的交换，离子迁移方向也改变了，这样在原阴膜浓水侧生成的少量水垢在变换成淡水室后，会逐渐溶解，而在另一面沉积起来。定期倒换电极，造成了沉淀水垢的不稳定状态，可起到减轻结垢的作用。应根据水质和工艺操作条件，确定定时倒换电极的时间间隔，一般倒换电极的周期为l～4h。
倒极操作时，要防止浓水进入淡水箱而污染水质。
频繁倒极电渗析是每15～30min自动倒换电极一次，并自动地操作进出水口阀门使浓、淡水流自动切换。
④确定酸洗周期
当脱盐率下降5%以后，应停机进行酸洗。
采用倒极后，一般能使下降的除盐率得到恢复，但运行一断时间后，除盐率仍有下降趋势，可能是由于局部极化、有机物污染和泥浆沉积等原因。对于这种情况应辅以酸洗和反冲洗去消除这种影响。
酸洗通常用1%～2%盐酸进行循环清洗0.5～1h，再用水清洗至出水呈中性。
⑤浓水循环的浓缩倍率确定
用电渗析法淡化、脱盐时，要排掉几乎和淡水体积相等的浓水和少量的极水。为了提高水
的利用率，通常采用浓水循环的方法。所谓浓缩倍率就是浓水含盐量与原水含盐量之比。由物料平衡原理，可得浓缩倍率公式如下：
K = ( q + Qε）/q
K值的确定应以保证浓水系统不形成碳酸盐和硫酸盐垢为原则,同时也不显著降低电流效率，应根据原水水质和所用的膜，通过试验确定。
浓缩倍率的控制是通过改变给水的补充量来达到的。我国浓缩倍率一般为4～5，水的利用率为75%～85%。
五、常见故障
1. 漏水
（1）原因：
a. 隔板、夹紧板、导水板或膜厚度不均、变形；
b.一级膜对数太多，不易紧固；
c.未夹紧或锁紧时用力不均匀；
d.运行中浓水、淡水、极水压力不平衡等。
（2）解决方法
重视电渗析器各部件的选材和加工，组装时应装齐装平。锁紧时要用力均匀，对于膜对数较多的装置可采用分次组装或分次压紧的办法。运行时应严格操作规程。对已变形部件和不合格部件要更换。
2．水流阻力上升、进水流量下降
（1）产生原因
原水中悬浮物和胶体物质大量沉积在配水槽和离子交换膜面；严重极化产生沉淀
（2）解决方法
应设置必要的预处理装置和反冲洗系统，在进水管道中设排污阀，防止启动时将管道内的杂质带入电渗析器中；运行时应采取防止极化的措施。
3．淡水水质下降
一般电渗析器正常运行中，淡水水质有一定的下降倾向，通过倒极和定期酸洗可使除盐率回升。而运行中水质突然下降，或除盐率明显降低则应视为故障，水质下降的主要原因如下： (1) 工作电压过高或倒极、酸洗周期太长，致使严重极化，造成膜面沉积水垢，膜堆电阻增加，工作电流下降；
(2) 预处理不当，进水带入的沉积物会使水流阻力上升，膜电阻增加．从而影响水质，进水中有机物对膜的污染以及细菌微生物的生长也会造成类似的结果；
(3) 离子交换膜使用时间过长，或由于其他原因，如进水中氧化物质的作用，膜已老化，膜电
阻增加；
(4) 组装时膜与隔板装错，运行中膜的损坏造成浓、淡水互漏，同时电流效率也下降；
(5) 电极损坏，电路系统等发生电气故障。
4．膜出现胀缩
电渗析器运行后，由于膜的质量原因，膜会出现胀缩，通常是阳膜缩短，阴膜变长，
胀缩差异不大，可用1％～2％盐酸溶液浸泡、洗净后．再行组装。
胀缩太大，则可用纯水浸泡阳膜使其伸展：阴膜可用稍浓盐水浸泡使其收缩后，再行组装。
六、电渗析法适用范围
七、电渗析最新研究进展
1. 倒极电渗析
70 年代以来，美国Ionics公司推出了倒极电渗析，简称EDR。
我国从1985年也发展了自己的EDR系统．1988年我国还引进了美国Ionics 公司的两套50m3/h的EDR。EDR的出现是电渗析技术的一次重大突破，大大推动了电渗析技术的发展，扩展了它的应用领域。
（1）EDR原理
ED法由于结垢问题，因此发展速度缓慢。EDR的原理和BD法基本是相同的，只是在运行过程中，EDR每隔一定的时间(一般为15～20min)，正负电被极性相互倒换一次(国内电渗析器一
般2～4h倒换一次)，因此称现行的倒极电渗行为频繁倒极电渗析。
它能自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，确保离子交换膜效率的长期稳定性及淡水的水质相水量。
2.填充床电渗析
又称电脱离子法(Electrodeio-nizationo简称EDI)．它是将电渗析法与离子交换法结合起来的一种新型水处理方法。
利用电渗析过程中极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，它巧妙地集中了电渗析与离子交换这两种方法的优点，并且克服了它们的缺点，即电渗析过程的极化现象和离子交换的化学再生过程。
一般水中含盐量为50～15000mg/L时都可使用，而对含盐量低的水更为适宜。这种方法基本上能够除去水中全部离子，所以它在制备高纯水及处理放射性废水方面有着广泛的用途。
填充床电渗析原理
简单的三隔室电渗析器，中间淡水室装有混合阴、阳离子交换树脂或装填离子交换纤维等．两边是浓室(与极室在一起)。填充床电渗析的原理见图4-6。
它的作用原理有以下几个过程。
a．电渗析过程：在外电场作用下，水中电解质通过离子交换膜进行选择性迁移，从而达到去除离子的作用。
b．离子交换过程：此过程靠离子交换树脂对水中电解质离子的交换作用，达到去除水中的离子。
c．电化学再生过程：利用电渗析的极化过程产生的H+离子和0H-离子及树脂本身的水解作用对树脂进行电化学再生。
3.高温电渗析
高温电渗析的优点在于能使溶液的粘度下降，提高扩散速度，溶液和膜的电导增大，从而可以提高允许电流密度，提高设备的生产能力，或者降低动力消耗，从而降低处理费用。
八、电渗析器在水处理方面的应用
首先用于苦咸水淡化，
逐渐扩大到海水淡化及制取饮用水和工业纯水的给水处理中，
在重金属废水处理、放射性废水处理等工业废水处理中部巳得到应用。
第二节反渗透
一、反渗透的原理
（1）渗透的定义
一种溶剂通过一种半透膜进入一种溶液或一种稀溶液向一种比较浓的溶液的自然渗透。
渗透压：当稀溶液向浓溶液的渗透停止时的压力
反渗透的定义：在浓液一边加上比自然渗透压更高的压力，扭转自然渗透方向，把浓溶液中的溶剂压到半透膜的另一边稀溶液中，这和自然界正常渗透过程相反。
反渗透的条件：高选择性和高渗透性的选择性半透膜、高于溶液渗透压的操作压。
反渗透原理图见图4-7。
渗透压的计算
根据渗透平衡时膜两侧水的化学位相等的条件，得出渗透压的计算公式，对于水的稀溶液，其计算式可近似为Vant Hoff方程：
Π= R· T ·∑c i
式中：Π为渗透压，Mpa；
R 为气体常数，0.008039MPa·L/(mol·K)；
T 为水的绝对温度，K；
∑c i为水中各种溶质的浓度之和，mol/L。
渗透压是选择操作压力和设计反渗透的重要依据。
25℃时部分典型溶液的渗透压数据
二、反渗透膜
1. 反渗透膜的性能要求和指标
(1) 膜的化学稳定性
膜的化学稳定性主要指膜的抗氧化性和抗水解性。
膜材料都是高分子化合物，而水溶液中含有次氯酸钠、溶解氧、双氧水、六价铬等氧化剂，这些氧化剂会造成膜的氧化，影响膜的性能和寿命。因此若分离含氧化剂的水溶液，应尽量避免用含键能很低的O-O键或N-N键的膜，以提高膜的抗氧化能力，如，芳香聚酰胺膜中因有一定的N－N键，在氧化剂含量较高时易断裂，故其抗氧化性不如醋酸纤维膜。
膜的水解和氧化是同时发生的。当制备膜的高分子化合物中含－CONH－、－COOR－、－CN－、－CN2O－等时，在酸或碱的作用下，易发生水解反应，使膜破坏，而聚砜、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚等材料的抗水解性能优越，但由于其缺少亲水基团，故透水性差，常用做制作膜表面有孔的超滤膜和微孔滤膜。
(2) 膜的耐热性和机械强度
反渗透膜有时需在较高温度下使用，故需耐热。
膜的机械强度是高分子材料力学性质的体现，其中包括膜的耐磨性。在压力作用下，膜的压缩和剪切蠕变以及表现出的压密现象，会导致膜的透过速度下降。如能将膜直接制作在高强度的支撑材料上，会增加膜的机械强度。
(3) 膜的理化指标
膜材质
允许使用的压力
适用的pH范围
耐O2和Cl2等氧化性物质的能力
抗微生物、细菌的侵蚀能力
耐胶体颗粒及有机物、微生物的污染能力
(4) 膜的分离透过特性指标
膜的分离特性指标包括脱盐率（或盐透过率）、产水率（或回收率）、水通量及流量衰减系数（或膜通量保留系数）等。
①脱盐率（Salt Rejection）
指给水中总溶解固体物（TDS）中的未透过膜部分的百分数。
脱盐率＝（1－产品水中总溶解固体物/给水中总溶解固体物）×100％
②产水率（Permeat Flow Rate/ Recovery ）
指渗透水流的比率，也可表示为回收率，即产水流量与给水流量之比。
产水率＝（产品水流量/给水流量）×100％
③水通量（Flux）
又称透水量，指单位面积膜的产品水流量，是设计和运行都要加以控制的重要指标，它取决于膜和原水的性质、工作压力、温度。
④通量衰减系数（Flux decline coefficient）
指反渗透装置在运行过程中水通量衰减的程度，即运行一年后水通量与初始运行水通量下降的比值。如，Hydranautics的膜以井水为原水时每年衰减4％～7％。
⑤膜通量保留系数（Membrane Flux RetentionCoefficient）
指运行一定时间后水通量与初始水通量的比值。
⑥盐透过率（Salt Passage）
盐透过率＝（1－脱盐率）×100％
⑦最大给水流量、最大压降、最低浓水流量
设定最大给水流量用来保护容器中的第一个反渗透元件，使其给水与浓水压力降不会太大，
否则，压力降高就可能使膜组件变形，损坏膜元件。
设定最小的浓水流量以保证在容器末端的膜元件有足够的横向流速，从而减少了胶体在膜表面上的沉淀，并且减少浓差极化对膜表面的影响。
浓差极化指在膜表面上的盐浓度高于主体流体浓度的现象，易产生盐浓缩，因为横向流速低，膜表面的盐的反向扩散速度就低，结果难溶盐沉淀的机会增多，而且更多的盐会透过膜表面，导致产水量和脱盐率下降。
（5）反渗透膜的除盐分离特性
1) 有机物比无机物容易分离。
2) 电解质比非电解质易分离。
对电解质来说，电荷高的分离性好，例如去除率大小顺序为：
Al3+＞Mg2+＞Ca2+＞Na+；PO43-＞SO42-＞Cl-
3) 无机离子的去除率受该离子的水合离子数及水合离子半径的影响．水合离子半径越大的离子(一般离子半径小的离子，其水合离子半径大)，则越容易被去除。例如，某些阳离子的去除率大小顺序为：Mg2+、Ca2+＞Li+＞Na+＞K+，而阴离子的去除率大小顺序为：F-＞C1-＞Br-＞NO3-。
4) 对非电解质来说，分子愈大的愈易去除。
5) 气体容易透过膜。
例如：氨、氯、碳酸气、硫化氢氧等气体的去除率就很低。氨的分离性较差，但调pH值使之成为铵离子后，分离性就变好。
6) 对弱酸诸如硼酸、有机酸的去除率低。
在有机化合物中，去除率大小顺序为：柠檬酸＞酒石酸＞乙酸，乙醛＞乙醇＞胺＞酸。
2.膜运行条件的影响因素及膜表面的浓差极化
(1) 膜的水通量和脱盐率
膜的水通量和脱盐率是反渗透过程中关键的运行参数，这两个参数将受到压力、温度、回收率、给水含盐量、给水pH值等因素的影响。
压力
给水压力升高使膜的水通量增大，压力升高并不影响盐透过量，在盐透过量不变的情况下，水通量增大时产品水含盐量下降，脱盐率提高。
温度
在提高给水温度而其他运行参数不变时，产品水通量和盐透过量均增加。
给水含盐量
给水含盐量增加影响盐透过量和产品水通量，使产品水通量和脱盐量均下降。
回收率
刍议环境保护中全膜法水处理工艺技术探讨
刍议环境保护中全膜法水处理工艺技术探讨 发表时间：2019-01-17T11:44:52.890Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：董丽娜王晓岩刘娜 [导读] 进一步提高相关工作人员对全膜法水处理工艺技术应用的认识。 陕西省环境监测中心站陕西省西安市 710054 摘要：全膜法水处理工艺技术是一种新型水环境处理保护的应用措施,它没有繁琐的操作步骤,却能保证水质的纯净和稳定,在各项工业水系统应用中都有较高的使用效率,下面本文对传统水处理工艺和全膜法水处理工艺分别进行分析,对比全膜法水处理技术的优点,同时对全膜法水处理技术在水环境处理中的应用进行探讨,进一步提高相关工作人员对全膜法水处理工艺技术应用的认识。 关键词：全膜法水处理；工艺技术；环境保护 引言 可大幅降低耗水量的有效手段有：回收利用工业污水、市政污水，废水零排放，循环水处理等方式。“全膜法”水处理工艺不仅水处理效率高，而且效果显著，同时，具有经济性的新技术，可有效地解决不断严重的脱盐工艺中酸碱的使用及排污问题。 1 分析全膜法水处理工艺技术 通过超滤或微滤预处理原水，然后进行反渗透处理，最后通过电渗析除盐（简称EDI）形成高纯水，即“全膜法”（IMS）水处理技术的流程。 1.1 膜法预处理 采取膜法预处理，可将水中的微粒、胶体、细菌及高分子有机物等有效地去除，其过滤精度一般是0.005μm—0.01μm之间，大幅提高了下游脱盐系统的进水水质。超滤过程具有较好的耐氧化性、耐温性、以及耐酸碱性，且无相转化。超滤膜的材料和工艺设计，根据不同的水质条件和分离功能，选择了相应的孔径以及截留分子量。 1.2 反渗透 反渗透又叫RO，主要由两部分组成，一是高压泵，二是反渗透膜。在高压的情况下，水中的微生物、有机物、矿物质、以及其它物质等都会被阻截在膜外，且会受到高压水流的冲击，而渗透到另一面的水则是纯净的、安全的，卫生的。利用反渗透的分离特性能够将水中的细菌、有机物、溶解盐、及胶体等杂质有效的去除，实现低能耗、零污染，从而使反渗透出水水质达到EDI设备的进水要求。 1.3 EDI技术 EDI技术是一种高新技术，它有机相结合了电渗析技术与离子交换技术，因此，又被称为“填充床电渗析”或“电混床”。它的应用不需要酸碱参与，摒弃酸碱对树脂的再生作用，而持续提取高纯水的一种先进技术。由于二级除盐加上反渗透的系统或者是混床加反渗透系统的废液排放较繁琐以及再生操作的问题，EDI成功克服了其缺点，彻底解决了其酸碱排放的问题。 EDI技术的应用机制是在模堆里添加能够改善膜发生极化的树脂，利用电极促使模堆发生电位差，借助通过离子交换膜吸附作用，吸附并去除源水中的离子。操作中，将直流电连接模堆两侧电极，通电后模堆发生电位差，促使水中的阳离子物质移向发生阴极作用的阳离子交换膜，促使水中的阴离子物质移向产生阳极作用的阴离子交换膜，不同极吸附的阴阳物质聚集，同时利用树脂防止极化作用，升高电阻率将其再次分解进行电离再生作用，形成H+与OH-，从而反复进行水质盐离子聚集和电解，最终电渗析生产高纯水。EDI技术在运行过程中，水电导率可达到0.057us/cm—0.062us/cm，这基本上相同于纯水电导率的理想探讨值0.055us/cm，另外，EDI技术不需要酸碱的使用，通过树脂电离再生，不断脱盐，进而生成高纯水，充分体现了全膜法的显著优势。 2 在环境保护中，全膜法水处理工艺技术的应用 全膜法水处理工艺已越来越多的推广施予在工业水污染处理中，现在，电子产品生产企业、半导体生产厂商等许多企业，在水处理中都已使用了全膜法技术，根据相关研究证明，在小于25℃以下的水中，电阻率都比较稳定在18MΩ以上。另外，在全膜法水处理技术的流程中，通过仔细观察超滤系统，NAHSO灭菌剂的使用，可有效杀灭细菌，避免超滤使用中发生断丝或膜被污染的现象，另外，为了提高膜的使用效率，避免膜被氧化，需加装ORP表以此优化设置。 在进行反渗透过程中，为了高效阻滞各分子杂质，需选择特殊材质的反渗透膜，其不仅要具备较高的细腻度较、较强融水性，还需有效阻截水质中杂质，以防止膜被污染，另外，还需有利于水分子的透过，并可高效处理矿物质及微生物等杂质，为避免单纯高压泵的直接冲击力，可通过高压泵变频进行加压。在全膜水处理工艺中，其最关键的一个流程即是反渗透，它对EDI膜起着有效的保护作用，所以，在该过程中，为了阻滞镁及钙等不溶于水的物质形成污垢，需添加适当的阻垢剂，以促进反渗透作用。另外，企业为了提高水质的纯度，实现环境保护，在全膜法反渗透中还利用了双极反渗透。双极反渗透使用的是抗污染性能强、脱盐效果好的低压复合膜，其利用率超过了97%，而且该膜具有较长的生命周期，一般使用寿命在五年以上。 在EDI技术的应用中，利用电极作用，结合离子交换技术，对树脂进行再生作用，反复对水质进行电解脱盐，因此，使水的纯度大幅提高，在加上抛光床技术的使用，有效的排除了水质中含有的浓度较低的离子，充分发挥了EDI技术的作用，从而大幅提高了水的质量以及纯净度，确保了水质的安全性。抛光床的使用是不可再生的，每年可定期更换一次，它的作用就是加强微粒的释放，从而弥补树脂再生达不到的要求，更进一步提纯水质。而在锅炉补给水的工艺中，传统的过滤净化是先进行混凝澄清，再通过砂滤过滤较大悬浮物，之后利用交换技术去除水中的盐，该过程不仅操作复杂，而且会产生大量的酸碱污水。 近年的化学水处理通过有效结合应用超滤技术、反渗透技术与EDI技术，能够大幅提高水处理水质。同时为了进一步提高水质处理的精度，降低水环境污染，仍需不断研究和优化全膜法水处理工艺技术，以及其操作流程，以不断提高其水处理技术水平。 3 结语 全膜法水处理工艺技术是集超滤、反渗透技术及EDI技术为一体的综合运用，该技术操作简单、方便，其通过过滤、脱盐及持续净化等过程，净化了水质，提高了水的质量、纯度、以及安全性，另外，在水处理过程中不会排出酸碱废液，可实现所有有害物质的回收利用，有效的保护了环境，因此，该技术被广泛地应用于水处理中。
膜法水处理行业分析报告
目录 一、膜技术及市场分析 (2) 1.1 中国膜产业和市场 (2) 1.1.1 RO膜市场 (4) 1.1.2 UF/MF膜市场 (5) 1.1.3 MBR市场状况 (6) 1.2 中国膜产业企业情况 (7) 二、膜法水处理行业分析 (9) 2.1 水处理行业概况 (9) 2.2 膜法水处理技术概述 (15) 2.3 膜法水处理产业链 (18) 2.4 主要水务公司运营情况 (21) 三、膜法水处理主要公司 (24) 3.1 碧水源 (24) 3.2 津膜科技 (25) 3.3 万邦达 (26) 3.4 南方汇通 (26)
一、膜技术及市场分析 膜技术是膜分离技术的简称，是仿生物学膜，通过人工材料（膜材料）实现不同介质分离的技术，分离的过程多由压力、浓度差、电势差等因素驱动。按照分离精度的不同，膜又可以分为微滤（MF）膜、超滤（UF）膜、纳滤（NF）膜和反渗透（RO）膜等等。 膜技术广泛用于环境、能源、电子、医药等各个方面，近二十年来，由于膜技术可以去除常规处理工艺难以去除的水污染物，在水处理领域的应用越发受到各国重视，不同种类的膜技术分别应用于不同的细分领域，主要下游包括市政污水处理及再生、自来水处理、工业水回用、海水淡化、家用净水器等。 膜技术图谱 1.1 中国膜产业和市场 1999年，全球膜及膜组件市场销售额为44亿美元，21世纪初全球膜市场开始强劲增长，2012年全球膜制品的销售额超过120亿美元，CAGR在7-8%。 最近十几年是中国膜产业的高速增长期，我国膜产业总产值从1993年2亿元人民币上升到2012年近400亿元（膜行业总产值是指膜制品、膜组件、膜附属设备及相关工程的总值，其中膜制品与膜组件是整个行业的核心），复合增长
MBR+RO双膜法在危废处置场废水处理中的应用
MBR+RO双膜法在危废处置场废水处理中的应用 危险废物处置场生产过程中产生的废水有毒有害成分较为复杂、污染程度较为严重、营养比例失调、可生化性差，而且受物料来源和种类影响，该类废水还具有水质、水量波动性大的特点。因此，废水处理所选的工艺适应性要强，且应有一定的余量，以适应废水水量和水质的不均匀变化，传统的物化+生物处理工艺很难达到稳定的处理效果，必须经过深度处理后才能确保达标排放。 1 工程概况 1.1 废水来源及水量 广东某危险废物处置场年综合利用及处理危险废物约7.5×104t，包括废矿物油和乳化液、染料涂料废物、表面处理废物、含铜废物、无机氰化物废物、废酸、废碱以及废有机溶剂等。废水主要由生产废水、车间地面冲洗水、运输车辆及容器冲洗水、化验室排水、生产区初期雨水和生活污水等组成，废水量为300m3/d。 1.2 进出水水质 根据本项目环评报告书要求，生产废水需经各车间预处理后进入废水处理站，经预处理后的废水污染物浓度已经大大下降，主要污染指标有COD、NH3-N、SS、石油类及少量重金属离子。外排废水执行地表水环境质量标准(GB 3838——2002)Ⅴ类标准和广东省地方标准水污染物排放限值(DB 44/26——2001)第二时段一级标准。进水及出水水质标准见表1。 2 处理工艺
2.1 工艺选择及工艺流程 当前危废处置场废水的处理一般采用物化处理+生化处理+深度处理的组合工艺，含重金属离子废水先进入物化处理系统去除重金属离子，然后进入生化处理系统去除COD、BOD5、NH3-N等污染物，最后经过深度处理后达标排放或回用。 1)物化处理：重金属废水的物化处理技术主要有电解还原法、化学沉淀法、离子交换法、反渗透和电渗析法等。危废处置场废水中含有重金属，而且部分是以各种络合态存在的，目前国内关于此类废水的物化预处理多采用化学沉淀法。废水中多数重金属离子能与OH-结合生成溶度积很小的氢氧化物沉淀而与水分离，但由于某些重金属离子的氢氧化物溶度积较大，而一般重金属硫化物溶度积比氢氧化物的溶度积小得多，且硫化物具有良好的破络作用，采用硫化物反应沉淀法可进一步降低废水中重金属离子浓度。考虑到本项目废水特点，采用碱沉淀法与硫化法相配合的组合工艺，可保证重金属离子去除的全面性。 2)生化处理：危废废水的生化处理应用较为广泛的是水解酸化法、活性污泥法、生物接触氧化法、曝气生物滤池等工艺。结合本项目废水特点，采用水解酸化+生物接触氧化工艺。水解酸化主要是利用厌氧过程中的水解酸化阶段将水中结构复杂的大分子有机物分解成易降解的小分子有机物，将不溶性有机物水解成溶解性物质，提高废水的可生化性。生物接触氧化池设有高效组合填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中，因此它兼有活性污泥法与生物膜法二者的特点，利用好氧微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用，将废水中的有机物充分降解。 3)深度处理：深度处理阶段进一步去除水中残余的有机物、浊度、硬度、盐分和细菌等，使废水最终达到排放或回用的标准，根据出水水质要求可采用紫外/次氯酸钠消毒、活性炭吸附、臭氧氧化、膜过滤等单一或组合处理工艺。近年来，多样性的膜技术组合工艺得到越来越多的应用，将不同的膜技术组合而成的膜集成技术系统能发挥各种膜技术优势，由此形成废水深度处理、再生水回用的新工艺，其中MBR+RO双膜技术的开发应用，就取得了良好的效果。通过RO对MBR处理出水进行深度去离子软化处理，可达到危废处置场废水完全达标排放或再生回用目的。 工艺流程见图1。
污水处理流程图
污水处理技术概述 污水处理技术概述 污水处理技术，就是采用各种方法将污水中所含有的污染物质分离出来，或将其转化为无害和稳定的物质，从而使污水得以净化。 一、污水处理方法的分类 现代的污水处理技术，按其作用原理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物处理法四大类。 （一）物理法 通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状的污染物质（包括油膜和油珠），在处理过程中不改变其化学性质。物理法操作简单、经济。常采用的有重力分离法、离心分离法、过滤法及蒸发、结晶法等。 1．重力分离（即沉淀）法 利用污水中呈悬浮状的污染物和水密度不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，使水中悬浮物分离出来。沉淀（或上浮）处理设备有沉砂池、沉淀池和隔油池。 在污水处理与利用方法中，沉淀与上浮法常常作为其他处理方法前的预处理。如用生物处理法处理污水时，一般需事先经过预沉池去除大部分悬浮物质减少生化处理构筑物的处理负荷，而经生物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理，进行泥水分离保证出水水质。 2．过滤法 利用过滤介质截流污水中的悬浮物。过滤介质有钢条、筛网、砂布、塑料、微孔管等，常用的过滤设备有格栅、栅网、微滤机、砂滤机、真空滤机、压滤机等（后两种滤机多用于污泥脱水）。 3．气浮（浮选） 将空气通入污水中，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质（如乳化油）黏附在气泡上，并随气泡上升至水面，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。根据空气打入方式不同，气浮处理方法有加压溶气气浮法、叶轮气浮法和射流气浮法等。为了提高气浮效果，有时需向污水中投加混凝剂。 4．离心分离法
膜法水处理技术在农村饮用水工程中的研究与应用
膜法水处理技术在农村饮用水工程中的研究与应用
膜法水处理技术在农村饮用水工程中的研究与应用 董浩1董福平2杨新新1 （1.浙江省农田水利总站，浙江杭州310009；2.浙江省水利学会，浙江杭州310020）摘要：浙江内陆地区农村饮用水工程存在服务对象分散、源水水质差、地形复杂等特点，而东南沿海及海岛地区具有资源型缺水，但滩涂水库亚海水资源丰富的现状，与城市供水之间有着明显的差异。本文着重论述了超滤技术在农村饮用水工程中的应用研究以及利用反渗透技术进行亚海水淡化的研究成果。 关键词：膜；超滤（UF）；反渗透（RO）；饮用水；农村 1. 概述 浙江内陆地区农村饮用水工程存在服务对象分散、源水水质差、地形复杂等特点，而东南沿海及海岛地区具有资源型缺水，但滩涂水库亚海水资源丰富的现状，与城市供水之间有着明显的差异。为推广应用先进适用技术，多途径解决农村饮用水水源问题，我们开展了膜法水处理技术在农村饮用水工程中的研究与应用，取得了较好的效果。 目前，国内外的饮用水处理技术主要有常规处理技术、强化常规处理技术、深度处理技术、膜处理技术等。传统的饮用水处理工艺一般为：混凝—沉淀—过滤—消毒，以去除水中的悬浮物、胶体颗粒物为主，相对受污染水源中溶解性有机物的去除能力则明显不足。同时，随着对消毒副产物、微生物指标和内分泌干扰物质研究的深入，人类对水质标准不断提升，部分常规水处理技术已经无法适应需求。 膜技术是20世纪水处理领域的关键技术，常用的膜技术包括微滤（Microfiltration，MF）、超滤（Ultrafiltration，UF）、纳滤（Nanofiltration，NF）、电渗析（Electro Dialysis，ED）和反渗透（Reverse Osmosis，RO）。该技术依据原水水质，选用不同的膜来截留水中物质，所以它是一种严格的物理的和绝对的分离技术。 表1.1显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法。微滤是传统过滤法的直接延伸，属于亚微米级范围，用以过滤胶体和细菌（＜10-2~10-7m）；超滤比微滤晋升一级，可去除病毒和大分子量有机物质（10-7~10-8m）；纳滤可去除小分子量
污水处理技术概述
污水处理技术概述 污水处理技术，就是采用各种方法将污水中所含有的污染物质分离出来，或将其转化为无害和稳定的物质，从而使污水得以净化。 一、污水处理方法的分类 现代的污水处理技术，按其作用原理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物处理法四大类。 （一）物理法 通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状的污染物质（包括油膜和油珠），在处理过程中不改变其化学性质。物理法操作简单、经济。常采用的有重力分离法、离心分离法、过滤法及蒸发、结晶法等。 1．重力分离（即沉淀）法 利用污水中呈悬浮状的污染物和水密度不同的原理，借重力沉降（或上浮）作用，使水中悬浮物分离出来。沉淀（或上浮）处理设备有沉砂池、沉淀池和隔油池。 在污水处理与利用方法中，沉淀与上浮法常常作为其他处理方法前的预处理。如用生物处理法处理污水时，一般需事先经过预沉池去除大部分悬浮物质减少生化处理构筑物的处理负荷，而经生物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理，进行泥水分离保证出水水质。 2．过滤法 利用过滤介质截流污水中的悬浮物。过滤介质有钢条、筛网、砂布、塑料、微孔管等，常用的过滤设备有格栅、栅网、微滤机、砂滤机、真空滤机、压滤机等（后两种滤机多用于污泥脱水）。 3．气浮（浮选） 将空气通入污水中，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质（如乳化油）黏附在气泡上，并随气泡上升至水面，从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。根据空气打入方式不同，气浮处理方法有加压溶气气浮法、叶轮气浮法和射流气浮法等。为了提高气
浮效果，有时需向污水中投加混凝剂。 4．离心分离法 含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时，由于悬浮颗粒（如乳化油）和污水受到的离心力大小不同而被分离的方法。常用的离心设备按离心力产生的方式可分为两种：由水流本身旋转产生离心力的为旋流分离器，由设备旋转同时也带动液体旋转产生离心力的为离心分离机。 旋流分离器分为压力式和重力式两种。因它具有体积小、单位容积处理能力高的优点，近几十年来广泛用于轧钢污水处理及高浊度河水的预处理。离心机的种类很多，按分离因素分有常速离心机和高速离心机。常速离心机用于分离低浆废水效果可达60％～70％，还可用于沉淀池的沉渣脱水等。高速离心机适用于乳状液的分离，如用于分离羊毛废水，可回收30％～40％的羊毛脂。 （二）化学法 向污水中投加某种化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的某些污染物质，或使其转化为无害的物质。常用的方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、氧化还原（包括电解）法等。 1．化学沉淀法 向污水中投加某种化学物质，使它与污水中的溶解性物质发生互换反应，生成难溶于水的沉淀物，以降低污水中溶解物质的方法。这种处理法常用于含重金属、氰化物等工业生产污水的处理。按使用沉淀剂的不同，化学沉淀法可分为石灰法（又称氢氧化物沉淀法）、硫化物法和钡盐法。 2．混凝法 向水中投加混凝剂，可使污水中的胶体颗粒失去稳定性，凝聚成大颗粒而下沉。通过混凝法可去除污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶体物质等。该法可用于降低污水的浊度和色度，去除多种高分子物质、有机物、某种重金属毒物（汞、镉、铅）和放射性物质等，也可以去除能够导致富营养化物质如磷等可溶性无机物，此外还能够改善污泥的脱水性能。因此混凝法在工业污水处理中使用得非常广泛，既可作为独立处理工艺，又可与其他处理法配合使用，作为预处理、中间处理或最终处理。目前常采用的混凝剂有硫酸铝、碱式氯化铝、铁盐（主要指硫酸亚铁、三氯化铁及硫酸铁）等。
全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用
全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用 经济飞速发展的同时，也带来了日益严峻的环境问题，在这个越来越重视对环境污染治理的时代，一些利用新兴的技术来进行污染治理的方式正被越来越多的人接纳。水污染治理属于污染治理过程中的一大重头戏，不管是工业、农业还是建筑业，在日常生活的方方面面，都离不开水。全膜法作为一种新兴的污水处理法，与常见的污水处理相比，具有许多的优点，本文将从全膜法污水处理工艺技术的优点以及它在环境保护中的应用两个方面来论述。 标签：全膜法；污水处理；应用；环境保护 1、前言 常见的环境污染问题主要是水污染、大气污染、白色污染等，而水污染作为环境污染问题中比较突出的一种污染，造成其的原因也是多种多样的，比如工业废水的随意排放，城市居民生活污水的随意排放等。全膜法作为一种水处理组合工艺技术，通过将不同的膜工艺有机地组合在一起，以常规水源或经生化、过滤等常规处理后达标排放的市政污水、工业废水为进水，采用组合工艺，以达到高效去除污染物以及深度脱盐的目的，满足各种用途的水质要求。 2、全膜法水处理工艺技术 2.1、传统水处理工艺技术的基本介绍： 要清楚的理解什么是全膜法水处理工艺技术，首先要先了解传统的水处理工艺技术是怎样的。知己知彼，方百战不殆。一般来说，生物学上，将水分成地下水、地表水和污水。所谓地下水，顾名思义，就是埋藏在地底下的水，这种水由于深居地底，所受的污染较小，因而水质是比较高的。而地表水，因其裸露在地表，在各种适宜条件的作用下，浮游生物、微生物等繁殖多且快，这就从一定程度上干扰了水质。而所谓的污水，就是指工业生产过程中所产生的水中含有大量有害物质，以及城市居民用水中所含有的有害物质。 传统的污水处理一般有两种方式，即物理方式和化学方式。物理方式主要是通过蒸馏、萃取、吸附、力场分离、电力及电磁法等简单的将污染物从水中分离出来，并没有从根本上净化水质。而化学方法主要是通过酸碱处理、酸碱中和、光化作用，热分解等方式来将有害的水质转换成另一种无害的液体，然而在化学反应的过程中，很容易产生其他污染，比如空气污染。传统的水处理方式可行但是不符合可持续发展的战略也不利于建设资源节约型环境友好型的社会。 2.2、全膜法水处理工艺技术的基本介绍： 全膜法水处理工艺技术是指通过将不同的膜工艺有机的组合在一起，从而达到高度除污染和深度净化盐的效果。经过全膜法水处理工艺技术处理过的水，可
印染废水深度处理超滤-反渗透双膜法工艺
印染废水深度处理超滤/反渗透双膜法工艺 纺织印染业是我国排放废水量较大的工业行业。印染废水的水质特点为高色度、高化学需氧量、高pH、高盐度、高硬度、低可生化性等，其有机污染负荷大，是一类难处理的工业废水。在水资源日益匮乏、环保要求日益严格的形势下，提高水回用率、减少新鲜水使用、降低废水排放量势在必行。常见的印染废水处理方法主要有物理化学法、化学法和生物法。在实际应用中，由于印染废水水质复杂，使用单一处理方法通常很难获得理想的处理效果，因此，印染废水处理常采用多种技术的组合，以取得最佳净化效果。尽管如此，目前印染废水的出水水质仍难达到废水排放标准和满足回用要求。膜技术是新近迅速崛起的一项高新技术。先进的膜技术产水水质好，能直接回用于印染环节。近年来，以膜生物反应器(MBR)、超滤(UF)、反渗透(RO)为深度处理核心路线的膜法水处理技术日益得到推广应用。 选择UF/RO双膜法，以印染废水厌氧/好氧(A/O)工艺的二沉池出水为研究对象，进行膜工艺参数优化和污染物去除研究，旨在为膜设备在印染行业的应用与推广提供借鉴与参考。 1、材料与方法 1.1 材料 超滤膜，聚偏氟乙烯(PVDF)材质，1.2m3h-1，BW400-FR反渗透膜，美国陶氏(DOW)。 1.2 印染废水 试验用水系绍兴某染整有限公司A/O工艺的二沉池出水。水质指标如下：温度23~26℃，pH值6.8~9.5，色度32倍，浊度5.93NTU，全盐量2.53×103mgL-1，悬浮物(SS)含量12mgL-1，化学需氧量(CODCr)219mgL-1，总氮(TN)含量8.14mgL-1，总磷(TP)含量0.383mgL-1，氨氮含量2.79mgL-1。 1.3 膜集成设备 膜系统集成在一个机架当中，分为超滤系统和反渗透系统2个子体系。各子体系可以单独运行，亦可同时连续运行。装置处理量为2~5m3d-1。 超滤膜的主要运行参数如下：进水压力，0.02~0.04MPa，产水压力，0~0.02MPa，进水流量，1.2m3h-1，产水流量，1.1m3h-1，反冲压力，0~0.04MPa，反冲流量，1.5m3h-1。 反渗透膜的主要运行参数如下：进水压力，0.99~1.05MPa，浓水压力，0.94~1.01MPa，循环流量，0.85~1.10m3h-1，产水流量，0.012~0.264m3h-1，产水TDS(总溶解性固体物质)，6.39mgL-1。 2、结果与分析 2.1 膜集成设备通量变化 为了了解膜集成设备的通量变化，在运行初期监测膜通量随运行压力的变化，结果如图1所示。可以看出，膜通量随运行压力的增加而变大，但考虑到对膜的损伤，以及对膜污染、膜生产参数、脱盐率等的影响，最终确定运行压力为1MPa，此时膜系统的产水量为4.6m3d-1，可满足试验设计。
国内水处理概况
国内水处理概况 1.我国污水处理工艺 自我国第一座采用活性污泥工艺的城市污水处理厂1921年在上海建成以来污水处理事业在我国得到了迅速的发展，污水处理工艺也是层出不穷。城市污水处理技术，历经数百年变迁，从最初的一级处理发展到现在的三级处理，从简单的消毒沉淀到有机物去除、脱氮除磷再到深度处理回用。目前我国所采用的污水处理工艺类型主要有以下几种：传统活性污泥处理工艺、AB工艺、水解一好氧工艺、氧化沟工艺、氧化塘及土地处理工艺。 1.1 传统活性污泥处理工艺 1914年，Arden和Lokett在英国化学工学会上发表了一篇关于活性污泥法的论文，并于同年在英国曼彻斯特市开创了世界上第一座活性污泥法污水处理试验厂。两年后，美国正式建立了第一座活性污泥法污水处理厂。活性污泥法的诞生，奠定了未来100年间城市污水处理技术的基础。 1921年，活性污泥法传播到中国，中国建设了第一座污水处理厂—上海北区污水处理厂。1926年及1927年又分别建设了上海东区及西区污水厂，当时3座水厂的日处理量共为3.55万吨。 我国20世纪80年代及其以前建设的污水处理厂由于当时没有对出水氮磷含量的要求，生物处理工艺主要采用传统活性污泥工艺及其改良工艺，其主要功能是大幅度去除污水中呈胶体态和溶解态的有机污染物，使经处理的污水BOD达到排放标准，而对污水中氮磷的去除率非常低。同时，水体富营养化问题在我国已日益严重，为适应国家对氮磷的排放要求，保护水环境，一些采用传统活性污泥处理工艺的污水厂已对现有工艺进行改造，增设了除磷脱氮功能。 1.2 AB工艺 20世纪70年代中期，德国的Botho Bohnke教授开发了AB工艺。该工艺在传统两段法的基础上进一步提高了第一段即A段的污泥负荷，以高负荷、短泥龄的方式运行，而B段与常规活性污泥法相似，负荷较低，泥龄较长，A段由于泥龄短、泥量大对磷的去除效果很好，经A段去除了大量的有机物以后B段的体积可大大减小，其低负荷的运行方式可提高出水水质。但是由于A段去除了大量的有机物导致B段碳源缺失，所以在处理低浓度的城市污水时该工艺的优势并不明显。 我国在20世纪80年代相继开展了对AB工艺的特性、运行机理及处理过程的稳定性的研究，并将其用于工程实际，且得到了一定规模的应用，如青岛海泊河污水处理厂、淄博污水处理厂、深圳滨河污水处理厂等。AB工艺具有抗冲击负荷能力强、对pH值变化和有毒物质具有明显缓冲作用、可分期建设的特点。但其对低浓度城市污水的处理效果较差，并且此工艺产泥量大，目前污水处理厂普遍面临的一个问题是污泥的处理处置难，因此限制了AB工艺的发展应用。
“全膜法”水处理工艺及应用
“全膜法”水处理工艺及应用- 污水处理 【摘要】介绍全膜法水处理工艺，与传统水处理工艺相比的各种优势，阐述了目前在高新企业水处理系统中制备超纯水的工艺流程。【关键词】全膜法；水处理；超滤；反渗透；EDI；抛光床当前我国工业生产发展迅速，而水资源却不能满足生产发展的需要，水污染状况日益严重。我国每万元产值耗水量为90吨，是发达国家的3～7倍。国家要把工业耗水量年增长率控制在1.1%以内，计划投资44亿元用于节水项目。循环水处理，工业污水、市政污水回用处理，零排放等都是大量减少耗水量的有效方式，随着脱盐工艺中酸碱的使用及排污问题的日益突出，水处理需要效率更高、效果更好、更经济的新技术，”全膜法”水处理工艺就可以解决以上问题。 一、传统水处理工艺及新型“全膜法”工艺 在中国90年代以前，传统的水处理工艺系统流程是：原水预处理→阴阳离子交换器→混合离子交换器→除盐水。这种水处理方式的缺点非常明显：运行人员操作频繁，劳动强度大；对环境的污染大，制水成本高；设备运行小时数多，检修频繁，特别是酸、碱系统；这种水处理方式已经逐渐被淘汰，新建项目已经很少使用（我们也称之为第一代水处理）。 1.1传统预处理工艺 根据原水水质不同，可以分为地下水、地表水或污水，地下水水质较稳定，通常微生物、有机污染物含量很少，浊度和污染指数低，比较洁净，可能含有较高的硬度及硅等元素。地表水往往含有较高的
有机物、微生物和藻类，浊度和污染指数较低。但水质在丰水期和枯水期变化较大，受其他污染排放源影响较大，特别是工业污染物和生活污染物。污水则包括生活污水、工业污水及被污染的雨水，在污水中往往含有特定的专项污染物。 传统预处理方法往往可以应对地下水或地表水，但是对于污水的解决方法不多。传统预处理一般都采用多介质+活性碳吸附组成，那么多介质过滤器对有机物去除主要依靠絮凝作用加以捕获，只对呈颗粒状或者胶体状的大分子物质有效。对于呈溶解状态的天然有机物和许多工业有机污染物无效。活性碳吸附可以通过吸附作用，部分去除小分子的有机物。 1.2新型“全膜法”工艺 近几年，新型的水处理技术开始应用，那就是“全膜法”（IMS）的水处理技术，（我们称之为第三代水处理）。它的系统流程为：原水预处理（超滤或微滤）→反渗透→电渗析除盐（简称EDI）→高纯水。 在全膜法工艺中，以超滤、微滤代替砂滤、活性碳过滤，去除水中的悬浮物胶体和有机物，降低浊度、SDI（污染指数）、COD（化学耗氧量）等，可以实现反渗透装置对污水回用的安全、高效运行；以反渗透代替离子交换脱盐，去除水中的溶解盐，进一步去除有机物、胶体、细菌等杂质；以EDI代替混床深度脱盐，利用电而不是酸碱对树脂进行再生，可以彻底避免酸碱，真正实现关键性突破。 1.2.1膜法预处理 膜法预处理为下游的脱盐系统提供可靠的进水水质保证。过滤精
膜法水处理实验——超滤膜通量测定
膜法水处理实验（一）——超滤膜通量测量 一、 实验目的 （1） 掌握中空纤维超滤膜通量测量的标准方法。 （2） 理解中空纤维超滤膜过滤过程中的膜污染现象。 （3） 掌握中空纤维膜组件运行过程跨膜压差的调控方法。 （4） 根据Darcy 定律计算中空纤维膜过滤阻力。 二、 实验原理 通量是指在一定流速、温度、压力下，单位时间、单位膜面积的液体（或气体）透过量，是衡量膜组件性能及运行状况的重要参数。根据上述定义，膜通量可由式（1）计算 Q J At = （1） 其中，F 表示通量，m 3/(m 2?h)；Q 表示液体（或气体）透过量，m 3；A 表示膜 面积，m 2；t 表示收集透过液体（或气体）的时间，h 。对于液体，透过量通常通过直接测量一段时间内透过膜的液体体积或质量的方法获得。 在超滤进行的过程中，由于膜孔对水溶液中溶质或悬浮物的截留和吸附作用，以及溶质的浓差极化作用或凝胶层的形成，均会导致超滤过滤性能的下降，即在恒压操作下表现为膜通量的下降而在恒流操作下表现为跨膜压差的升高。这就是所谓的膜污染现象，是膜过滤过程中不可避免的现象。 根据形成膜污染的原因，膜过滤阻力可表示为： t m p f m p ef if m c if R R R R R R R R R R R =++=+++=++ （2） 其中，R t 表示膜过滤过程的总阻力；R m 表示清洁膜的固有阻力；R p 表示浓差极化阻力；R f （=R ef + R if ）表示污染阻力；R ef 表示凝胶层阻力；R if 表示内部污染阻力；R c （=R p + R ef ）表示沉淀阻力。 以Darcy 定律为基础得出下列过滤通量的表达式： () t m p ef if P P J R R R R R μμ??= = +++ （3） 其中，μ表示溶液的粘度，Pa ?s ，24 °C 时纯水粘度μw =9.186×10-4 Pa ?s 。J 0表示新膜纯水通量，J 1表示过滤原水的稳定通量，J 2表示纯水冲洗后的纯水通量，J 3表示刷洗后的纯水通量。 0m w P J R μ?= （4）
水处理基础知识课件
水处理基础知识课件 第一节：水质与水质指标 水质指标：表示水中各种杂质或污染物的重要标志，是水质状况的综合反映。 给水处理→杂质污水处理→污染物 水中杂质的来源污水及分类 水中杂质的分类及特性污水的处置途径 水源的类型及特性污染物分类及污水的水质指标 水中杂质的来源 自然过程：降水、渗透、冲刷等 人为因素：使用中污染 水中杂质的分类 悬浮物特性 动水中呈悬浮状，静水中可下沉或上浮。 包括泥砂、大颗粒粘土、矿物废渣等无机易沉悬浮物和草木、浮游生物体等有机易浮悬浮物。 通常用重力沉降法去除。 胶体特性 尺寸小，在水中长期静置不会下沉。 包括粘土、细菌、病毒、腐殖质、蛋白质等，造成水的色、臭、味。 须投加混凝剂方可去除。 溶解物特性 稳定均匀分散在水中，外观清澈透明。 包括阴阳离子（Ca2+、Mg2 + 、Na + 、K + 、Hco3- 、SO42 - 、Cl –等）和溶解气体（O2、CO2等）。 须用化学或物化等特殊方法去除。 天然水源的类型 地下水江河水湖泊及水库水海水 地下水特点 水质较清，细菌较少，水温和水质较稳定，但含盐量和硬度高于地表水。一般宜作饮用水和工业冷却水的水源。 江河水特点
悬浮物和胶态杂质含量较多，细菌含量和浊度高于地下水。含盐量、硬度较低。 水的色、臭、味变化较大，有毒、有害物质易进入水体，水温不稳定。受自然条件的影响较大。 湖泊及水库水特点 水质类似于河水，但浊度较低，一般含藻类较多，易受废水污染，含盐量较河水高。 分淡水湖和咸水湖，咸水湖含盐量在1000mg/l以上，不宜作为生活饮用水。 海水特点 含盐量高，约3500mg/l左右，且各种盐类或离子的重量比例基本一定。 其中氯化物含量最高，约占89%左右，其次为硫化物、碳酸盐，其他盐类含量极少。 须经淡化处理后方可作为居民生活用水。 污水及其分类 污水：人类在自己的生活、生产活动中用过，并为生活或生产过程所污染的水。 分类： 污水最终处置途径 排放水体：污水的自然归宿，可充分利用环境容量，但易造成水体污染。 灌溉农田：污水综合利用的一种方式，也是污水处理的一种途径（土地处理法），但应严格控制水质。 重复使用：最合理的污水处置方法，应用前景广阔。是水资源短缺地区必须采用的方法。 污染物分类 可生物降解的有机污染物 特点： 在自然环境中极不稳定，易于氧化分解，分解时消耗水中的溶解氧。 种类繁多，组分复杂，难于区分和定量。 水质污染指标： BOD ----生化需氧量
全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用 徐远
全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用徐远 发表时间：2020-01-13T14:38:16.537Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：徐远 [导读] 摘要：近年来，现代化建设的发展迅速，人们对环境保护的意识也逐渐的加强。 江苏泗阳海峡环保有限公司江苏泗阳 223700 摘要：近年来，现代化建设的发展迅速，人们对环境保护的意识也逐渐的加强。经济的发展带动着我国各项科学技术的进步，推广全膜法水处理工艺技术已成为我国目前生态环境保护工作中不可忽视的一部分。将全膜法水处理工艺技术应用在环境保护中，不仅可以提高水质的纯度，还能实现水资源的循环利用，确保水资源利用效率的提高，具有非常大的价值。随着我国社会经济的不断发展，人们愈发认识到环境保护的重要性，开始积极控制和治理环境污染。污水对环境危害较大，人们需要重点研究，提升污水处理效果，避免污水危害周围环境。全膜法水处理工艺应用较为理想，在环境保护中具有积极作用。 关键词：全膜法水处理工艺技术；环境保护；应用 引言 水污染是环境污染中最为重要的类型，其会影响到人们的生命安全，其中污染的源头来自工业废水排放、市政居民废水等多个方面。随着国家经济的不断发展，人们逐渐将目光集中到了对水污染的治理上，并且开始探寻解决水污染的技术和方案。将新近研发的科技应用于水污染的处理上，能够促进科技与环境保护的共同发展。传统的水资源处理技术的效果十分有限，使得水资源污染状况持续恶化，而全膜法技术的出现，使得这一难题得到有效解决。其不需要对污水进行酸碱脱盐处理就能使水资源得到净化，从而使得大量的水源能够得到二次利用，下面将对这一技术进行分析。 1全膜法水处理工艺概述 通常情况下全膜法工艺就是将多种膜分离技术进行统一整合，将单一过滤综合成为整套水处理流程。目前我国废水、污水种类较多，其中微生物、大分子形态并不固定，各种膜分离技术也各有缺陷，所以通过一体化过滤流程能够实现全方位的处理，保证水质纯度较高，实现资源高效回收利用。全膜法也被成为“第三代水处理工艺”，其工艺流程为预处理（超滤）——反渗透——EDI，全方位保障水质的可靠性，解决传统工艺一直以来有待解决的盐分物质分离问题，为实现环境保护起到不可忽视的作用。随着研究力度的加大，其应用范围与领域也在持续拓宽，不仅是水处理行业，科技研究也开始应用膜技术，部分企业还开始加入灭菌物质与氧化还原专职，保证效率的持续提升。全膜法水处理工艺技术属于一种新型水处理技术，主要是利用超滤、微滤、反渗透和EDI技术等，对工业废水、市政污水等水质当中的微生物、大分子、矿物质等杂质进行处理。该技术不仅可以实现杂质的高度去除，还可以进行深度脱盐处理，属于一种高强的水处理技术。该技术还可以结合电渗析与离子交换技术，实现高纯度水质的提取，保证水质的完全循环利用，提高处理和利用效率。另外，该技术还能有效降低废水对环境的污染率。全膜法水处理工艺技术，不仅是一种排污高效，脱盐深度的先进工艺技术，还可以直接应用到锅炉水补给、工业用水等领域，也能够满足电子超纯水、循环用水等的高标准和高要求。 2全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用与优化措施 2.1完善规章制度 在应用全膜法水处理工艺时，人们应当加强管理，构建完善的管理制度，有效保证全膜法各个子系统的应用效果。依据全膜法工艺流程，人们要明确细节，制定上岗制度，让工作人员自觉依据相关规范进行操作。同时，要建立监督制度，定期检查各个子系统运行情况，查看技术人员操作的规范性，保证污水处理系统参数处于合理范围内。要定期维护保养设备，以免出现设备损坏，影响整体污水处理效果。要填写保养日记，方便及时发现系统潜在的问题。 2.2膜法预处理 膜法预处理能够对污水的净化处理工作得到有效落实，其主要是将待处理的污水使用超滤膜对其展开过滤操作，能够将污水中含有的各种颗粒较大的杂志全部得到有效清除，从而保证对应的膜处理效果可靠有效。通过使用该种膜法预处理技术，能够将旧式的活性炭处理技术得到有效的落实，而且净化效率也非常高，不但可以显著提升污水的净化速度，而且能够使得处理得到的水资源的清洁度具有高标准的优化质量，从而为下一阶段的污水净化工序提供良好的基础。 2.3?EDI技术 EDI技术也可以称之为“电混床”“填充床电渗析”等，该技术操作原理就是将电渗析和离子交换两种技术进行高效融合，从而实现协同应用。在该工艺使用过程中并不需要酸碱的加入，避免出现酸碱对已净化水质的二次再生污染，保证全膜法提取的水资源更加纯净、安全。该技术发展时间较短，但科技含金量较高。EDI技术在全膜水处理流程中应用效果较为显著，是提纯水质的最后也是最关键的一个环节，EDI设备占地面积小、可持续生产、续航性能稳定、能够保证水质安全性，且操作起来更加简便，成本投入较少。最重要的是经过EDI提纯后的水质不会发生二次化学污染，实现了对生态环境的精准保护，也有效降低了污水再次处理的资金投入。具体操作时，技术人员需要把直流电连接模堆两侧电极，通电后模堆发生电位差，从而使废水污水中的阳离子物质在内部发生阴极作用，最终与阳离子交换膜，促使水中的阴离子物质移向产生阳极作用的阴离子交换膜，不同极吸附的阴阳物质聚集，形成氢离子与氢氧离子，从而反复进行水质盐离子聚集和电解，最终电渗析生产高纯水。EDI技术最终实际应用效果的水电导率可达到0.052～0.069us/cm，该数值与纯净水电导率基本持平。另外EDI技术还能够实现电离再生效果，可以对污水进行持续脱盐处理，进而生产出高纯度的水，在整个工艺流程中完全不需要酸碱操作，充分表现出全膜法的科学性。 2.4连续电解除盐技术 连续电解除盐技术对污染水进行处理时应该要应用专业的系统，包括EDI膜堆、交换树脂、交换膜等，其中EDI膜堆是由很多夹在两个电极间的单位所构成的，各个单位中都包括浓水室和淡水室两个部分，其中淡水室中含有阴、阳离子均匀混合的交换树脂，树脂在阴离子交换膜和阳离子交换膜之间填充。该技术的原理是:污水中的杂质离子经过树脂进入交换膜，再进入到浓水室中，但是交换膜会阻止杂质离子向对应电极上移动，并且在浓水室中富集起来，然后再统一将杂质离子排出系统之外，达到净化水资源的目的。目前连续电解除盐技术的应用也很广泛，因为该技术所需要的结构比较紧凑，占地面积较小，运行以及维护费用都比较低。 2.5强化全膜法水处理工艺在水环境保护中的作用 为了积极改善环境污染问题，必须要采取各种先进的技术对污染问题进行处理，污水处理是环境保护中的重要内容之一，必须要加强
膜法水处理系统
膜法水处理系统讲解 预处理系统（多介质过滤器 + 活性炭过滤器） + 两级反渗透除盐系统（RO） +连续电除盐系统（EDI）。新系统设计出力为2*30m3/h，其中有2套出力53m3/h的预处理装置、2套出力39.5m3/h 的一级反渗透装置、2套出力33.5m3/h的二级反渗透装置、2套出力30m3/h的电除盐装置及附属系统设备。两套水处理装置既可一用一备切换运行，也可同时运行。整个系统可采用手动或自动控制，同时对各生产环节提供故障、异常的报警及自检测，保证系统安全运行。 ?工业水→原水箱→原水泵→板式换热器→多介质过滤器 ? ?絮凝剂加药,加酸装置 ?←一级RO系统←一级RO泵←保安过滤器←活性炭过滤器 ?加碱装置阻垢剂加药 ?→一级RO水箱→二级RO泵→二级RO系统→二级RO水箱 ? ?←EDI系统←精密过滤器←紫外线杀菌器←EDI供水泵 ?→除盐水箱→除盐水泵→除氧器 设备规范 ?多介质过滤器规格：?2600*ss1800碳钢衬胶防腐工作压力：0.4MPa出力：53t/h 上部进水装置为喇叭式。下部出水装置多孔板板型式。无烟煤层高：200mm；石英砂层高：1000mm。?活性炭过滤器规格：?2400*ss1800碳钢衬胶防腐工作压力：0.4MPa出力：53t/h 上部进水装置为喇叭式。下部出水装置多孔板板型式。活性炭层高：800mm；石英砂层高：400mm。?保安过滤器规格：HTY-25-1000不锈钢304滤芯：25支，5um-40〞 ?一级反渗透装置出力39.5 t/h /组 RO膜：美国海德能PROC10 膜壳：ROPV 排列：6︰3 设计温度25℃ ?二级反渗透装置出力33.5 t/h /组 RO膜：美国海德能PROC10 膜壳：ROPV 排列：4︰2设计温度25℃ ?EDI装置型号：LXM-30出力30 t/h /组 9套/组进水压力：0.2-0.6 MPa进水与产水压差：0.14-0.21MPa 电压:0-600 V 电流： 0-2 A单独电源/电阻/限位电流 水处理设备运行监督参数 ?1.预处理系统运行监督： ?正常运行产水流量为： 53m3/组. SDI： <5 ? COD： < 1.5 ppm 余氯： < 0.1 ppm ?如果以上任一项目超标，都需要停运检查。 ?2.反渗透系统（RO）运行监督： ?一级反渗透正常运行产水量控制在39.5 m3/组/h，水温控制在：20--25℃ ?电导控制为：≤10μs/cm (一年内) ≤15μs/cm (三年后) ?二级反渗透正常运行产水量控制在33.5 m3/组/h，水温控制在：20--25℃ ?电导控制为：≤5μs/cm (一年内) ≤8μs/cm (三年后) ?运行控制： ?反渗透进水的余氯含量必须保证≤0.1 mg/l,二级反渗透产水 DD≤5μs/cm ?(一年内)，或DD≤8μs/cm(三年后)；YD≤0.5 mg/l，任一项不合格，均需停运 ?检查。 ?3.电除盐装置（EDI）运行监督： ?EDI产水流量应控制在30 m3/组/h。 ?运行控制：电阻率≥15MΩ.cm，二氧化硅≤20μg /l ?任一项不合格，均需停运检查或调整运行状态，严防送出不合格的除盐水。