技术在水处理与回用领域的应用发展趋势.ppt

膜技术在水处理和回收利用领域的应用发展趋势、问题录、水污染控制和水处理现状膜技术应用现状的发展趋势、问题录、关于重大瓶颈问题、十五期间，中国经济快速增长，资源、能源消费大幅度增加的情况下，国家环境保护规划目标和方针没有完成(减少10% )，严峻的环境污染状况是根本性的主要河流污染负荷增加，湖泊水库富营养化加剧，污染治理进展困难，饮用水安全面临严重威胁。 水环境污染进一步加剧我国水资源供需矛盾，已成为制约我国社会经济可持续发展的重大“瓶颈”问题。 关于国家战略问题，我国水环境污染问题引起国务院和各级政府部门的关注，2005年国务院发行的关于落实科学发展观加强环境保护的决定 (国发200539号)，明确提出了“-加强水污染防治-”，2006年将“十一五”国家科技支持计划发展纲要、资源、环境领域技术放在优先位置，2007年国家进一步“省目的：确保“十一五”主要污染物总量减排任务按时实现，强调关于问题和途径，水环境污染治理和城市污水处理成为当前我国各级政府的问题。 严格控制高消费工业和第三产业用水量，是国家实施节水战略目标的核心问题。 提高城市污水回用率和工业废水回用率是解决水资源短缺的根本途径。 问题记录、水污染控制和水处理现状、水污染控制和水处理技术现状、现状和趋势：从点源污染管理到区域水环境污染管理。 点源控制转向资源化回收，实现“零排放”。 城市污水控制指标从COD/BOD转移到深磷脱氮的综合控制指标。 部分省市城市污水排放标准由一级b标准推进到一级a标准。 水污染控制和水处理技术的现状、重点和难点农业面源、河湖内源污染控制在今后相当长时间水环境污染控制需要解决的重点和难点中，小型城市污水和分散型生活污水处理是今后水污染管理的重点和难点。 提高水的再利用率，排放工业废水“零”，城市污水的再利用率(5%20% )将成为今后水资源再利用的重点和难点。 “四高”工业废水(高浓度有机、重金属、高磷、高氮、高盐)是目前和未来工业点源污染治疗的重点和难点。 水污染和水处理技术的现状、技术需求水环境管理：环境疏浚(原位控制)和生态修复技术。 城市污水：城市下水深除磷脱氮技术和药剂.分散污水：无人自控，稳定的处理技术和设备。 工业点源：工业废水资源化回收处理技术与设备。 劣质水：海水淡化、苦咸水净化处理技术和设备。 技术特点：先进、实用、经济、成熟可靠、稳定安全、规范标准。 水污染与水处理技术现状、膜分离(过滤)技术将成为今后城市工业污水资源化回收处理技术发展的重点。 明确提出了在问题录、膜分离(过滤)技术、概况、国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)中建立创新型国家，发展高新技术产业，促进传统产业升级，解决制约国民经济发展的瓶颈。 膜技术作为21世纪的高科技，被认为是低能量、高效率、最理想的分离技术之一。 概括地说，近年来，随着膜材料技术的迅猛发展，膜性能大幅提高，价格逐年下降，膜堵塞和污染问题的解决，膜技术在水污染管理、水资源循环利用和饮用水安全供给等领域越来越广泛地应用，已成为水处理和循环利用的首选技术。因此，膜技术是未来解决我国水污染和水资源短缺、保障饮用水安全供应最重要、最先进、最具前景的水处理高新技术。 反渗透(RO )超滤(UF )纳米过滤(MF )电去离子技术(EDI )其他技术生物法污水处理技术机械过滤技术离子交换技术、膜分离技术、膜分离特性、微过滤/超滤、纳米过滤/反渗透膜均属于亲水膜系列，压力驱动的膜分离过程、反渗透0.0001、纳米过滤0.001 超滤0.01、微滤0.1、微米1.0水市场的膜制品被广泛应用，城市饮用水的安全供给，膜元件，系统设市政废水处理与再利用，工业供给，废水处理与再利用，管制品，大径中空纤维，微滤/超滤，超滤/纳滤，纳滤/反渗透，疏水膜，小径中空纤维，聚丙烯(PC )，聚砜(PSU )，聚近年来，聚偏氟乙烯(PVDF )因其耐污染、高强度和助熔剂大等优点，成为污水循环利用的优选超滤膜，成为主流的超滤膜。 主要膜组件主要有中空纤维管式(85% )、平板架、悬链等。 制备方法主要有干法(熔融法)和湿法纺丝法(相变法)、膜材质和膜模块的发展趋势、膜材质和膜模块的发展趋势、RO/NF膜从最初的醋酸纤维素非对称膜开始流行的对称芳香族聚酰胺复合膜以及哌嗪酰胺类、磺化聚(醚)砜类等商业性RO/NF膜模块以滚筒式为主流，约占91%以上，中空纤维式为5%，板框式为4%。 主要是陶氏、海德拉巴德、世韩等国际膜公司独占。 RO分为海水淡化膜(60mpa )、汽水膜、纯水膜等(10mpa )。 优点应用高效节能石化过程中不变电子常温运行纺织技术的简单冶金操作是医药投资省生物工程占地面积小的食品的低污染环境友好，20世纪末至2l世纪初最有发展前途的高新技术之一，膜分离(过滤)技术的优点，微滤/超滤是胶体助熔剂大，商品化系列生产，技术成熟，廉价。 在城市污水的处理与回收、工业行业节水减少和废水中有用物质的回收、工业工艺物质分离效率和精度的提高、生产工艺水消耗的降低、饮用水净化等领域，溶解性微有机(中、小分子，特别是消毒副产物)、金属和重金属盐物质(二价、高价盐)等无法阻止除去。 膜分离(过滤)应用范围的不足和缺点，纳滤(NF)/反渗透(RO )膜孔比较致密，可有效捕获100分子量的各种低分子有机物、无机纳米盐类等。 因此，NF/RO膜主要用于饮用水和工业纯水、超纯水的生产，进行海水淡化、汽水淡化、微污染水处理、工业废水/城市污水处理和回收利用、生产技术水的处理等。 ro工作压力高(10MPa )能耗高，设备投资成本和操作、维护成本高。 最致命的是生产率低(理论75%，实际70% )，排放大量浓水至今不能处理，直接排放严重的污染生态环境。 低温起动困难(na2so4(72.47 % ) mgso4(64.55 % ) MGC L2 (47.63 % ) NaCl (34.67 % )以上的材料液均为500ppm，制备的纳米过滤膜的性能比较、新型芳香聚酰胺纳米过滤膜的性能、新型疏水膜蒸馏浓缩技术和应用、问题记录、新型疏水膜蒸馏技术概要、高纯水、低温侧(20-30OC )高温侧(50-70OC )、浓盐水、疏水性微孔膜材质： PTFE、PVDF、PP形式：平板、中空纤维、疏水膜蒸馏(MD )技术是采用疏水性微孔膜，以膜两侧蒸汽压力差为驱动力的新的遗传分离过程。低温膜蒸馏技术的热侧循环为5070，冷侧循环为2030的疏水膜在海水淡化、高盐水回用、化工冶金等行业有了很大的应用发展前景。 在研究开发的背景下，工业废水中化工、染料、食品、医药、淀粉等几个行业排出的高盐分、高有机、氨氮、高磷等工业废水一直是水处理技术领域的难题，目前经济有效的处理技术还不能完成“四高”废水的处理，是目前的水环境污染治理、对策防水膜始于1970年代。 近年来，膜材质的快速发展和海水淡化、水资源的再生利用、疏水膜技术的快速发展和关注已经成为21世纪关注和发展的新型膜分离技术，近年来，课题组在国内外首次开展了新型中空疏水膜和模块的制作和应用研究“四高”(高有机、高氨氮、高磷、高盐度) 工业废水回用处理及高砷/苦咸水净化处理取得成功，不仅显示出显着的技术经济潜力，而且具有巨大的社会环境效应。 开发了新型防水膜蒸馏浓缩技术和应用，中空防水膜纺丝装置和模块，建立了成套的制膜装置和试验操作平台，中空防水膜纺丝装置和模块，成功纺出了膜通量高达17-21L/m2h的新型改性聚偏氟乙烯(PVDF )中空防水膜。 在新型中空纤维防水膜纺丝及其膜形成制造方面，目前已在国内外领先，到达工业化试制阶段。中空纤维疏水膜及试验膜组件、中空纤维膜基本参数：疏水膜纤维SEM观察、膜蒸馏焊剂测定条件、热侧流速：0.5m/s冷却流速：0.2m/s热侧介质：0.6MNaCl冷却介质：蒸馏水热侧温度： 50冷却温度： 25、新型PVDF中空疏水膜、膜纱编号、膜焊剂(kg/m2.H ) 低温膜蒸馏试验操作平台中空疏水膜低温膜蒸馏试验操作平台、低温膜蒸馏试验装置开发国内外首台中空纤维疏水膜蒸馏试验装置(1吨/小时纯水)，路院长和院长于2007年3月29日对低温膜蒸馏试验装置、技术开发成果进行了考察，发现高盐废水(排放30%，含盐量) 膜蒸馏浓缩：热侧5055、冷侧2530、焊剂10-15L/m2h、浓缩约20倍，热侧浓缩后的高盐水达到结晶状况，冷侧生产高纯水的电导率不足10，直接回收高盐水达到99.5%以上，实现“零”排放。 A:热侧纯水运转B:低浓缩倍数运转C:2%HCL清洗后低CF运转D:高浓缩倍数运转E:2%HCL EDTA清洗、热侧纯水运转、沉降过滤pH调整、不同浓缩倍数连续运转、膜蒸馏脱盐研究-长周期运转的影响、膜蒸馏脱盐研究-操作参数的影响、混浊碳酸钙粒子状物细而体积大，不易引起膜孔堵塞2、膜蒸馏浓缩过程整体的冷电导率维持在2左右，膜的疏水性得以良好地保持、膜蒸馏脱盐研究-无机污染物的影响、碳酸钙饱和溶液MD浓缩试验、无机盐(Ca2 )和腐植酸等级对膜流束的影响、膜蒸馏脱盐研究-无机/有机污染物的影响，1、天然有机物影响膜蒸馏通量2 .堆积物的种类、颗粒物的粒径影响膜通量、水产品质量的膜蒸馏脱盐研究-有机和浮游颗粒物的影响，不同PH条件下浓缩倍率对MD过程钙硬度的变化规律，不同PH条件下MD浓缩过程TP/TOC的变化规律， 浓缩过程中PH的变化规律、膜蒸馏脱盐研究-水质PH变化的影响、膜蒸馏脱盐研究-前处理方法、研究开发成果、发电厂工业循环冷却水连续排放的废水(CaCO3)的循环处理、盐分2000mg/L； 连续运转，热侧5560，冷侧30，利用其馀热浓缩10倍，浓缩后的浓盐水度达到约3万mg/L。 可回收95%以上纯水，运行成本仅为1元/吨。石油化学(中石化合作研究)的氯化环氧丙酮生产废水(每1吨氯化环氧丙酮生产0.6吨含量为40mg/L的氯化钙废水)，热侧5560，冷侧30，浓缩后的浓水氯化钙达到了约600mg/L。 在回收纯水的95%以上的同时，其氯化钙浓溶液可以通过喷雾干燥作为融雪剂回收。 膜蒸馏应用试验用于氧化铝工业(山铝合作研究)的废碱水回收利用(5g/LNaOH/NaAlO3)，在热侧5560、冷侧30、10倍浓缩，浓缩后的浓水NaOH达到了约500mg/L。 在回收纯水的95%以上的同时，浓缩的浓碱水可以回收到生产过程中。 膜蒸馏应用试验用于电解镍工业(中国镍业集团合作)的高矿化水的浓缩循环利用，浓缩10倍，可回收纯水的95%以上，进一步处理浓缩的浓废水，实现“零排放”。 利用地热作为热源，利用天津大港地热矿化水制造工业的高纯水，浓缩倍数为68倍，可连续稳定运行。 其综合运行成本为10，000 mg/l，总磷100mg/L，pH34 )淀粉废水，北京大兴电子荧光屏生产排放的酸性高磷废水(总磷1000mg/L，pH1.5)，天津染料生产排放的2-萘酚染料中间体高盐高浓度有机废水(深褐色，色度400倍，COD为33，000 ) 进行了2-萘磺酸钠的含量约为18g/L、亚硫酸盐的含量约为10g/L的pH5-6)低温膜蒸馏浓缩试验。 膜蒸馏应用试验结果表明，在热侧5560、冷侧2530的条件下，这种高盐高浓度废水可蒸馏浓缩515倍，膜焊剂依然稳定。 浓缩液COD为1012万mg/L，高磷含量达到1万mg/L。 2-萘磺酸钠和亚硫酸盐含量达到5060g/L，进一步沉淀分离该浓缩液，不仅实现“零”排放，还能完全回收废水中的高含磷、2-萘磺酸钠、亚硫酸钠等。 膜蒸馏应用试验、低温疏水膜蒸馏法的含砷地下水净化处理试验的结果表明，入水As(III )和As(V )分别为50g/L:连续运转时间250h，出水未检测出As(III )和As(V )，热侧砷浓度高达1000mg/L，出水始终为3.03.5s/cm 采用太阳能加热方法，可以维持膜蒸馏装置的正常运行，用于苦咸粗劣的水净化处理，具有显着的环境经济效益。 2008年进行现场考试。 膜蒸馏应用试验，海水(高盐水)淡化技术发展趋势，国际海水淡化技术发展趋势流程示意图，反渗透膜技术，获得4050%淡水。 二级疏水膜蒸馏浓缩技术处理反渗透膜产生的4050%浓海水，得到3540%的淡水。 三级多重蒸发技术对疏水膜蒸馏技术产生的1020%的高浓度海水进行了再处理，得到了1015%的淡水。 三级多重蒸发的高频热用于地温膜蒸馏浓缩技术的低频热源。 综合利用多重蒸发技术产生的地杂盐固体。 生产率90%； 热循环是平衡的，有二级膜(反渗透膜技术、疏水膜蒸馏技术)和三级多重蒸发集成技术系统。 可大幅度提高发生率(95%以上)，充分利用热消耗，最终得到的杂盐固体进行盐分离和纯化，盐资源