双膜法处理技术浅析

1、双膜法处理技术浅析摘 要 本文简要介绍了双膜法水处理技术的原理，及影响该法处理效果的主要因素，指出膜的污染和浓差极化现象是在实际水处理应用中需要控制的主要因素。关键词 双膜法膜污染 浓差极化中图分类号： X703.1 文献标识码： A双膜法即超滤与反渗透联合使用的技术俗称，属于膜分离技术的一种，用于污水深度处理回用的工程之中。1 工艺原理1.1 超滤超滤是通过给分离膜施加一定的压力，使流体切向流动，从而分离小分子溶质和溶剂，使胶体、颗粒等大分子物质被阻隔的一种膜分离技术。它的特点主要表现在，第一，超滤是以压力为驱动力的一种膜分离方式。第二，超滤膜可有效截留分子量为 5001?？06 MW 的大

2、分子物质。第三，膜结构为不对称结构。第四，超滤膜的运行模式有死端过滤、单通错流过滤和循环错流过滤三种。不对称超滤膜由一层极光滑而薄（0.1 微米）孔径在 0.0020.1 微米的表面和孔径大于 15微米的非对称结构海绵体组成。海绵体对表面的薄膜起到良好的支撑作用。超滤膜可按照死端过滤、单通错流过滤和循环错流过滤三种操作方式运行。死端过滤因其超滤膜易受污染，易产生浓度极差化适用于低固悬物含量和污染物含量进水的处理， 但其工艺流程简单， 运行能耗低，在一定领域应用较广。错流过滤在理论上能保持一个持久的高通量，但由于理论与实际操作的差别，实际运行中膜污染无法避免，需要定期进行清洗方能保证膜的持续运行

3、。然而错流过滤仍可在一定范围内降低膜污染和膜表面过滤层的阻力。在应用方面，错流过滤因工艺流程相对复杂、运行能耗偏高尚存在一定的局限性。单通错流过滤与循环错流过滤类似，最大的区别在于水通量远低于循环错流过滤。1.2 反渗透我们知道渗透是稀溶液中的溶剂分子（水）自发的透过半透膜进入到浓溶液中，使浓溶液的浓度降低的一种现象。而反渗透则不同，它是在一定外界操作压力下，水分子的流动方向逆转，由浓溶液进入到稀溶液中的过程。外加压力是反渗透的驱动力，因此需进行反渗透的溶液浓度越高，所需渗透压越大，耗能也就越高。产水通量和脱除率是反渗透的关键参数，也是是膜的本征特性，而膜系统的水通量和脱除率则受到压力、温度、

4、回收率、进水含盐量和 pH 值等众多因素的影响。反渗透处理应用到钢铁行业中主要是利用了反渗透对盐的脱除效果，利用反渗透膜对废水进行脱盐处理等深度处理后回用于生产， 减少企业新水耗量，从而降低运行成本。2 影响双膜法处理效果的因素2.1 膜污染膜污染是指当料液经过膜过滤处理时，水中的某些微粒、胶体粒子或溶质大分子等因物理化学相互作用或机械作用，在膜表面或膜孔内吸附、沉积导致膜孔径变小或堵塞，使水分子等透过膜时的阻碍作用增加，从而使膜的产生透过流量与分离特性发生不可逆变化的现象。膜污染是影响膜可靠性的决定因素，而膜的可靠性是阻碍膜技术推广应用的关键要素。就超滤来说，消除膜污染将使超滤效率提高 1/

5、3 以上，使投入成本减少 1/8。就反渗透而言， 膜污染是其重要的制约因素，它不仅影响膜的高效连续运行，还严重影响膜的使用寿命，增加运行成本。常见的膜污染主要有：沉淀污染、吸附污染、生物污染，三种污染情况有时会同时发生，并且一种污染的发生又可能加速另一种污染的进程。在应用膜系统处理时，适当的添加硫酸铜（浓度0.5-1.0/mg/l）可抑制藻类等的生长，加入化学试剂等可干扰膜的生物污染，影响膜表面聚合物的粘附。在应用膜处理技术时，要对原水组分进行分析， 然后选择合适的预处理，以延长膜的使用寿命。2.2 浓差极化浓差极化是指当料液经膜处理截留盐分时，在膜表面形成了一层边界层，该边界层中的盐浓度比进

6、水盐浓度要高，致使膜表面料液流速极低的一种现象。浓差极化与膜污染二者很难区别，虽然有内在联系，但本质上却是截然不同的。浓差极化发现的概率较膜污染小，但危害比膜污染要大，具体表现如下：（ 1）产水量降低。此时要想达到一致的产水量，势必增加进水压力，致使单位水的能耗增加。（ 2）水通量降低。此时若想保持一致的透水量，必须增加膜清洗次数， 这可能会造成膜的不可逆恢复。（ 3）透盐量减少。要想消除浓差极化的危害，必须要严格按照膜的设计原则来运行膜系统，严格控制水通量和回收率。综上，双膜法的工艺原理并不复杂，在实际水处理应用中膜处理技术的运行控制膜污染和浓差极化是根本。参考文献1 田博 .周集 ?w.双膜法实现冶金废水再生回用及示范工程 D . 大连：大连理工大学， 2002.2 刘莱娥 .膜分离技术 M. 北京：化学工业出版社， 1998，100-102.3 冯逸仙 .反渗透水处理工程 M. 北京：中国电力出版社， 2000.4 毛永灏 .钢厂废水再生的反渗透膜污染控制策略研究 D . 邯郸：河北工程大学， 2007.5 J.E.Cadotte