一、正向渗透(FO)的原理
用只能透过溶剂而不能透过溶质分子的半透膜将溶剂和溶液隔开,溶剂分子将在渗透压的作用下自发地从溶剂侧透过膜进入溶液侧,这就是渗透现象,也即所谓的“正向渗透”。
1、正向渗透膜在水处理中的应用
(1)海水淡化
FO用于海水淡化是其研究*为广泛的领域之一。早期的应用研究主要见于一些**中,但这些研究大都不成熟,可行性不高。
(2)工业废水处理
早期有研究报道了FO膜用于低浓度重金属废水的处理,但由于其采用的RO(反渗透)膜污染严重,通量下降迅速,因而未得到深入开展。
(3)垃圾渗滤液处理
美国俄勒冈州科瓦利斯市的CoffinButte垃圾填埋场每年可产生(2-4)×104 m3的垃圾渗滤液,为达到土地利用的水质标准,必须将出水的TDS降到100 mg/L以下。
二、反渗透膜技术
1、反渗透(RO)的原理
反渗透是一种以压力为推动力的膜分离过程在使用中为产生反渗透压需用水泵给含盐水溶液或废水施加压力以克服自然渗透压及膜的阻力使水透过反渗透膜,,将水中溶解盐或污染杂质阻止在反渗透膜的另一侧。
2、反渗透膜在水处理中的应用
(1)反渗透膜在水处理方面的常规应用
水是人们赖以生存和进行生产活动必不可少的物质条件。由于淡水资源日益缺乏,世界上反渗透水处理装置的能力已达到每天数百万吨。
(2)反渗透膜在城市污水方面的应用
目前,反渗透膜在城市污水深度处理方面的应用尤其是污水处理厂二级出水回用及中水回用等,已受到高度重视。
(3)反渗透膜在重金属废水处理方面的应用
含重金属离子废水的常规处理方法都只是一种污染转移, 即将废水中溶解的重金属转化成沉淀或更加易于处理的形式,其*终处置常常是进行填埋,而重金属对地下水和地表水环境造成二次污染的危害依然长期存在。
(4)反渗透膜在含油废水方面的应用含油废水是一种量大面广的工业废水,若直接排入水体,会在水体表层产生油膜阻碍氧气溶入水中从而致使水中缺氧、生物死亡、发出恶臭,严重污染生态环境。油3.5mg/L、总有机碳(TOC)(16 ~23) mg/L的油田采出水处理到锅炉用水水质于是处理后的水回用于电站锅炉给水。
三、纳滤膜技术
1、纳滤(NF)原理
纳滤(NF)是一种新型分子级膜分离技术,是目前世界膜分离领域研究的热点之一。NF膜孔径在1nm以上,一般在1-2nm;对溶质的截留性能介于RO与UF膜之间;RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率,但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率。NF膜能够去除二价、三价离子,Mn≥200的有机物,以及微生物、胶体、热源、病毒等。纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷,这是它在很低压力下(仅0.5MPa)仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因,也是NF运行成本较低的主要原因。NF适合各种含盐水源,水利用率一般为75%~85%,海水淡化时在30%~50%,没有酸碱废水排放。
2、纳滤膜在水处理中的应用
(1)纳滤膜在饮用水中的应用
纳滤操作压力小,是饮用水制备和深度净化的首选工艺。纳滤技术能够去除绝大部分的Ca、Mg等离子,因此脱盐(desalination)是纳滤技术应用*多的领域。膜法水处理技术在投资、操作和维修及价格等方面与常规的石灰软化和离子交换过程相近,但具有无污泥、不需再生、完全除去悬浮物和有机物、操作简便和占地省等优点,应用实例较多。纳滤可以直接用于地下水、地表水和废水的软化,还可以作为反渗透(Reverse osmosis,RO)、太阳能光伏脱盐装置(Photovoltaic powered desalination system)等的预处理。
(2)纳滤膜在海水淡化中的应用
海水淡化是指将含盐量为35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水。
(3)纳滤膜在废水处理中的应用
A、生活污水 B、纺织、印染废水 C、制革废水 D、电镀废水 E、造纸废水。
