膜处理设备

目前膜技术作为一个古老但是新兴的技术，技术开发越来越深入，应用范围越来越广泛，本文总结目前世界上现有的膜处理技术，详细介绍各种膜技术的原因及应用领域！
一、微滤（MF）膜技术
微滤(MF)的基本原理
微滤膜能截留0.1-1微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为：0.3-7bar。微滤膜过滤是世界上开发应用最早的膜技术，以天然或人工合成的高分子化合物作为膜材料。 对微滤膜而言，其分离机理主要是筛分截留。
微滤膜的应用
1、水处理行业:水中悬浮物，微小粒子和细菌的去除;
2、电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水终端处理;
3、制药行业:医用纯水除菌、除热原，药物除菌;
4、医疗行业:除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的菌体;
5、食品工业:饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物、微生物和异味杂质、酵母和霉菌的去除，果汁的澄清过滤。
6、化学工业:各种化学品的过滤澄清。
二、超滤（UF）膜技术
超滤膜的应用
超滤膜的应用范围极其广泛，基本上涉及过滤的行业都可以用到过滤设备，基本过滤的行业如下：
纯水与超纯水制备工艺中作为反渗透预处理以及超纯水的终端处理；工业用水中用于分离细菌、热源、胶体、悬浮杂质及大分子有机物；饮用水、矿泉水净化；发酵、酶制剂工业、制药工业的浓缩、纯化与澄清；果汁浓缩、分离；大豆、乳品、制糖工业、酒类、茶汁、醋等的分离、浓缩与澄清；工业废水与生活污水的净化和回收；电泳漆的回收。
超滤膜分离可取代传统工艺中的自然沉降，板框过滤，真空转鼓，离心分离，溶媒萃取，树脂提纯，活性炭脱色等工艺过程。该过程为常温操作，无相态变化，不产生二次污染。
三、纳滤(NF)膜技术
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。
目前，大多数城市的给水水源均受到不同程度的污染，而自来水厂的常规处理工艺对水中有机物去除率不高，当采用氯杀菌消毒时，氯又会与水中的有机物会生成卤代副产物。Peltier等4年的跟踪研究表明：采用纳滤系统后水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水余氯的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，最终网线中三卤甲烷(THMs)的形成比未采用纳滤系统时减少了50%。另外，由于生物降解型溶解有机碳(BCOD)的减少，改进了产水的生物稳定性。
纳滤技术能够去除绝大部分的Ca、Mg等离子，因此脱盐是纳滤技术应用最多的领域。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、太阳能光伏脱盐装置等的预处理。
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
(1)生活污水
生活污水一般用生物降解/化学氧化法结合处理，但氧化剂的用量太大，残留物多。薛罡等采用微絮凝纤维球过滤.超滤.纳滤组合工艺对宾馆洗浴废水进行了小试试验。超滤出水水质可达到回用至宾馆厕所冲洗、绿化等环节的用水要求，纳滤出水水质可达到生活饮用水卫生标准(GB5749.85)，可以回用至宾馆洗衣、洗浴等用水要求更高的环节。
(2)纺织、印染废水
纺织废水中含有的染料很难用生物的方法去除，Hassani研究了酸性、活性、直接和分散染料水溶液的浓度、压力、总溶解性固体和无机盐含量等对纳滤膜截留性能的影响。
(3)制革废水
制革废水含有高浓度的有机物、硫酸盐和氯化物，酸洗工序的废液电导值达到75mS/cm。Bes-Pia采用NF技术回收了制革废水，所得到的高浓度硫酸盐浓水回到酸洗段，而氯化物的产水打回裂化反应鼓。
(4)电镀废水
电镀工厂往往产生大量废液，尽管采取酸化、化学无害化、沉降和分离污泥等复杂处理步骤，产水含盐量高，不能重新回用。
(5)造纸废水
在纸浆和造纸业中，匀浆、漂白和造纸等工序都需要大量的水。实现水系统的(半)密闭循环是纸浆厂、造纸厂节约水资源降低排放量的最佳途径。传统活性污泥法的产水中还含有部分有色化合物、微生物、抗体和少量的生物分解物，悬浮固体等，仅能被用于制造包装纸，不能用于更高级别纸的生产。另外，该法不能减少无机盐的含量。Koyuncu对比了水→纳滤以及造纸废水→活性污泥→纳滤两种处理工艺的实用性，实验表明：两种方法的出水质量相似，第二种方法的产水通量更好，出水可以用于高级别纸。但纳滤产水仍然含有一定量的一价盐，需要再增加低压反渗透装置脱除盐类才能保证循环水的质量。
四、反渗透（RO）膜技术
反渗透膜在水处理中的应用
1、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、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、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，其最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、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。

项目	低温真空蒸馏系统	高温蒸汽压缩式MVR蒸发器
蒸发原理	蒸发温度设定为37℃，热泵压缩机压缩冷媒产生热量，在-96KPa真空状态下水分快速蒸发，同时冷媒通过气化后吸收热量制冷，蒸气遇冷液化后变成蒸馏水排出	蒸发温度设定为85℃，蒸汽压缩机产生真空及高温蒸汽，高温蒸汽通过主热交换器给沸腾室内废水加热，同时在主热交换器及辅热交换器进行热交换，变成蒸馏水排出
功耗	约90~180kWh/m³	约60kWh/m³
消泡剂使用量	很少	较多
出水水质	出水水质好（同样的水MVR出水COD在2000多的 低温真空蒸馏COD在300左右	出水水质偏差，一般后端需增加生化（或其它）处理系统
设备操控	控制简单	电气控制系统较复杂
浓缩比	高	偏低
维护	低温热泵技术源于工业空调原理，技术及其成熟，且配件均可随时市场采购维护，维护费用极低。所有配件均无需返厂维修	1、蒸汽压缩机（低于每天20T处理量)易生锈、齿轮油易乳化，压       缩机维护必须回原厂，维护成本极高（都采用罗茨风机替代） 2、主热交换器容易结垢，且热交换器内置，维护困难
推荐应用	1、处理量在20吨/天以下 2、要求水质高、运行稳定 3 、维护成本低 4  、后端无生化处理的污水系统	1、  处理量在20吨/天以上、蒸发能耗最低 2、  要求水质不高，后端有生化处理的污水系统 3、能接受高维护成本