膜分离技术在环保领域的应用.pdfVIP

膜分离技术在环保领域的应用

摘要：自产业革命以来，以西方各国为主体的发达国家显著加快了工业化的速

度。其结果带来了生活上的舒适与便利，但同时也引起了自然生态系统的破坏，地

球温度升高、臭氧层被破坏、废弃物的激增等等都是明显的实例。1992年在巴西

举行的世界环境首脑会议及通过的里约热内卢宣言表明了人类对环境保护的重视。

作为具体行动，世界各国正大力推广国际标准化组织制定的ISO14000系列的企业

环境管理认证体系。归根结底，环境污染是由于人类在活动时排出的各种物质的质

和量超过自然界的自净能力而产生的。因此，环境保护的最佳方法在于将排出的物

质回收并再利用，或恢得到自然界原有的存在形态。实际实施时，除生物、化学处

理外，常采用减少容积，稀释降浓等物理方法。不言而喻，目前仍存在大量的现实

问题亟待解决。

关键词：膜分离环保

自产业革命以来，以西方各国为主体的发达国家显著加快了工业化的速

度。其结果带来了生活上的舒适与便利，但同时也引起了自然生态系统的破坏，地

球温度升高、臭氧层被破坏、废弃物的激增等等都是明显的实例。1992年在巴西

举行的世界环境首脑会议及通过的里约热内卢宣言表明了人类对环境保护的重视。

作为具体行动，世界各国正大力推广国际标准化组织制定的ISO14000系列的企业

环境管理认证体系。归根结底，环境污染是由于人类在活动时排出的各种物质的质

和量超过自然界的自净能力而产生的。因此，环境保护的最佳方法在于将排出的物

质回收并再利用，或恢得到自然界原有的存在形态。实际实施时，除生物、化学处

理外，常采用减少容积，稀释降浓等物理方法。不言而喻，目前仍存在大量的现实

问题亟待解决。

众所周知，膜分离技术是物质分离技术中的一个单元操作。膜分离法的最

大特点是驱动力主要为压力，不伴随需要大量热能的变化。因而有节能、可连续操

作、便于自动化等优点，本文将介绍一些适用于环保领域的膜技术应用实例。

1.环境保护和膜的适用用途

环保的一个十分重要的内容就是废物（固体）、废液（液体）及废气（气

体）处理，即将三废物再利用，减少向周围环境排出的数量或将排放物的有害物质

经过分离、无害化处理后排放。表1中给出了典型的三废物质及膜分离技术的适用

范围。从表1中可以看出，因膜技术的处理对象为流体，故主要适用于废水、废液

及废气的处理。图1给出了分离膜的分类。根据待分离物质的大小，依次可使用微

滤、超滤、纳滤、反渗透及气体分离膜。需要说明的是，膜分离只具有物质分离的

功能，若构成一个完整的环保处理系统，常常需要与其它处理技术组合使用。

2.适用于废水排放用途的膜分离技术

表2给出了各种废水排放膜处理的应用实例。排放水处理以往采用沉淀

法、活性污泥法、蒸发法等，现在膜法或与上述方法配合使用，或者完全代替使

用。使用膜法时，除得到膜透过液外，对于浓缩液有时可通过萃取方法提取有用物

质，而多数情况则是固化后燃烧处理。

根据排放物质的成分的不同，处理方式有所差异，但一般是将膜技术与絮

凝剂沉降、加压浮选和生物处理等技术配合起来使用。絮凝沉降时需根据水质的变

化控制絮凝剂的投入量。生物处理时的处理效果常受温度、浓度等因素的影响，水

质较难保持稳定。膜分离法作为不受水质变动影响，且可去除可溶解成分的下水高

度处理法已逐渐进入实用化阶段。日本第一套使用反渗透膜技术的大型实验装置于

1993年-1995年在日本千叶县花见川下水处理场完成了实际运转实验。该装置的处

理流程如图2所示。该系统处理前后的水质分析结果如表3所示。反渗透膜产出水

3

（210m/日）的水质达到了自来水标准。反渗透装置实现了自动连续运行。从下水

33

变成上水的处理成本为37日元/米（约为2.4元/米）。

作为纳滤（NF）膜与反渗透（RO）膜联用的应用实例可举大阪下水道馆的

水处理装置。该装置将二次处理（生物处理水）后的下水用NF、RO膜再次处理，

处理后的水用于展览馆大型水槽内的热带鱼饲养。该装置的工艺流程如图3所示。

处理前后的水质分析结果见表3。

除