反滲透膜在水處理中的應(yīng)用
文章編輯：【河南省松山機(jī)電設(shè)備有限公司】發(fā)布日期：2022-12-05 11:38:07
在水處理方面的常規(guī)應(yīng)用
水是人們賴以生存和進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)必不可少的物質(zhì)條件。由于淡水資源日益缺乏，世界上反滲透水處理裝置的能力已達(dá)到每天數(shù)百萬(wàn)噸。
在城市污水方面的應(yīng)用
目前，反滲透膜在城市污水深度處理方面的應(yīng)用尤其是污水處理廠二級(jí)出水回用及中水回用等，已受到高度重視。
在重金屬?gòu)U水處理方面的應(yīng)用
含重金屬離子廢水的常規(guī)處理方法都只是一種污染轉(zhuǎn)移,即將廢水中溶解的重金屬轉(zhuǎn)化成沉淀或更加易于處理的形式，其最終處置常常是進(jìn)行填埋，而重金屬對(duì)地下水和地表水環(huán)境造成二次污染的危害依然長(zhǎng)期存在。
在含油廢水方面的應(yīng)用
含油廢水是一種量大面廣的工業(yè)廢水，若直接排入水體，會(huì)在水體表層產(chǎn)生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水中缺氧、生物死亡、發(fā)出惡臭，嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。油3.5mg/L、總有機(jī)碳(TOC)(16~23)mg/L的油田采出水處理到鍋爐用水水質(zhì)于是處理后的水回用于電站鍋爐給水。
滲析膜技術(shù)
各種滲析膜技術(shù)原理
滲析
滲析(Dialysis，簡(jiǎn)稱D)是溶質(zhì)在自身的濃度梯度作用下，從膜的上游傳向膜的下游的過(guò)程。
滲析是最早被發(fā)現(xiàn)并研究的膜分離技術(shù)，但因?yàn)槭艿奖旧眢w系的限制，滲析過(guò)程進(jìn)行緩慢，效率低下，滲析過(guò)程的選擇性不高，因此滲析過(guò)程主要用于脫除含有多種溶質(zhì)溶液中的低分子量組分，如血液滲析，即以滲析膜代替腎來(lái)去除尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒癥患者的病情。
電滲析
電滲析(Electrodialysis，簡(jiǎn)稱ED)是在直流電場(chǎng)的作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜對(duì)溶液中的陰陽(yáng)離子的選擇性，把電解質(zhì)從溶液中分離出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純。
倒極電滲析(EDR)
倒極電滲析就是根據(jù)ED原理,每隔一定時(shí)間(一般為15～20min),正負(fù)電極極性相互倒換,能自動(dòng)清洗離子交換膜和電極表面形成的污垢,以確保離子交換膜工作效率的長(zhǎng)期穩(wěn)定及淡水的水質(zhì)水量。在20世紀(jì)80年代后期,倒極電滲析器的使用,大大提高了電滲析操作電流和水回收率,延長(zhǎng)了運(yùn)行周期。EDR在廢水處理方面尤其有獨(dú)到之處,其濃水循環(huán)、水回收率最高可達(dá)95%。
液膜電滲析(EDLM)
液膜電滲析是用具有相同功能的液態(tài)膜代替固態(tài)離子交換膜,其實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途褪怯冒胪覆ＡЪ垖⒁耗と芤喊瞥杀訝畹母舭?然后裝入電滲析器中運(yùn)行。利用萃取劑作液膜電滲析的液態(tài)膜,可能為濃縮和提取貴金屬、重金屬、稀有金屬等找到高效的分離方法,因?yàn)閷ふ覍?duì)某種形式離子具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率有關(guān)。提高電滲析的分離效率,直接與液膜結(jié)合起來(lái)是很有發(fā)展前途的。例如,固體離子交換膜對(duì)鉑族金屬(鋨、釕等)的鹽溶液進(jìn)行電滲析時(shí),會(huì)在膜上形成金屬二氧化物沉淀,這將引起膜的過(guò)早損耗,并破壞整個(gè)工藝過(guò)程,應(yīng)用液膜則無(wú)此弊端。
填充床電滲析(EDI)
填充床電滲析(EDI)是將電滲析與離子交換法結(jié)合起來(lái)的一種新型水處理方法,它的最大特點(diǎn)是利用水解離產(chǎn)生的H+和OH-自動(dòng)再生填充在電滲析器淡水室中的混床離子交換樹(shù)脂,從而實(shí)現(xiàn)了持續(xù)深度脫鹽。它集中了電滲析和離子交換法的優(yōu)點(diǎn),提高了極限電流密度和電流效率。1983年Ke2dem.o.及其同事們提出了填充混合離子交換樹(shù)脂電滲析過(guò)程除去離子的思想,1987年,Mlillpore公司推出了這一產(chǎn)品。填充床電滲析技術(shù)具有高度先進(jìn)性和實(shí)用性,在電子、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,可望成為純水制造的主流技術(shù)。
雙極性膜電滲析(EDMB)
雙極膜是一種新型離子交換復(fù)合膜,它一般由層壓在一起的陽(yáng)離子交換膜組成,通過(guò)膜的水分子即刻分解成H+和OH-,可作為H+和OH-的供應(yīng)源。雙極性膜電滲析突出的優(yōu)點(diǎn)是過(guò)程簡(jiǎn)單,能效高,廢物排放少。目前雙極性膜電滲析工藝的主要應(yīng)用領(lǐng)域在酸堿制備。例如,用雙極性膜和陽(yáng)膜配成的二室膜可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉等)的轉(zhuǎn)化,同時(shí)得到堿(NaOH),但濃度(酸最大濃度2mol?L-1,堿最大濃度6mol?L-1)和純度兩方面都受到限制?，F(xiàn)在開(kāi)發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域還有廢氣脫硫、離子交換樹(shù)脂再生、鉀鈉的無(wú)機(jī)過(guò)程等。
無(wú)極水電滲析
無(wú)極水電滲析是傳統(tǒng)電滲析的一種改進(jìn)形式,它的主要特點(diǎn)是除去了傳統(tǒng)電滲析的極室和極水。例如在裝置的電極緊貼一層或多層離子交換膜,它們?cè)陔姎馍隙际窍嗷ヂ?lián)接的,這樣既可以防止金屬離子進(jìn)入離子交換膜,同時(shí)又防止極板結(jié)垢,延長(zhǎng)電極的使用壽命。由于取消了極室,無(wú)極水排放,大大提高了原水的利用率。無(wú)極水電滲析于1991年問(wèn)世,在應(yīng)用過(guò)程中技術(shù)不斷改善,現(xiàn)裝置在運(yùn)行方式上多采用頻繁倒極的形式。目前,無(wú)極水全自動(dòng)控制電滲析器已在國(guó)內(nèi)20個(gè)省、市使用,近來(lái),還遠(yuǎn)銷東南亞。
