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膜法水处理设备

时间:2018-08-22 17:27来源:未知 作者:admin 点击:

       在水资源短缺、水质污染严重、污水排放量逐年增加的大背景下,用水需求的持续增长使水资源供给面临严重供需矛盾。综合来看,以水处理为主要手段的水资源循环利用是解决这一矛盾的唯一途径。从狭义上来讲,水处理一般指污水处理;从广义上看,水处理可以外延至给水处理、水务运营、污泥处理、中水回用、膜法水处理、海水淡化、黑臭水体治理、城市给排水规划、海绵城市等诸多概念。随着国民经济发展,居民环保意识增强,环保治理理念从“总量控制”向“质量控制”转变,我国水处理行业正在经历从“狭义水处理”向“广义水处理”的演进过程。
       由于这种转变,市场的热点聚焦在“膜法水处理”、“海绵城市”、“污泥处理”和“黑臭水体治理”等专业化程度更高,更讲求治理效果的细分领域。本篇报告选取“膜法水处理”和“海绵城市”两个热点领域作为研究对象,对行业现状进行梳理。
 
       由“狭义水处理”向“广义水处理”演进。

        膜法水处理相对于传统水处理方式具有能耗低、工艺简单、运行稳定和出水水质高等诸多优势,已经在很多领域获得推广应用。随着环保指导思想向“质量化”转变,污水排放指标趋严,预计膜法水处理行业仍将保持20%以上高速增长,年产值有望从2015年的850亿元,增长至“十三五”末的约2000亿元。  
        膜是一种具有选择性分离功能的材料,形式可以是固态、液态或气态,存在于两流体之间或附着于支撑体或载体的微孔隙之上。膜分离技术是指以膜为分离介质,通过在膜两侧施加推动力(如浓度差,压力差或电位差),使原料侧组成成分选择性地通过,达到分离提纯作用的一种方法。
膜分离技术原理

        目前水处理是膜分离技术的主要应用领域,约占其市场份额的85%,另外15%应用于工业生产及其他领域。与传统技术相比,膜法水处理具有诸多优势:膜分离过程中不发生相变,能耗较低;在常温下进行,不消耗热能;不需要投加其他物质,不带入二次污染物,节省原材料和化学药品;分离和浓缩同时进行,可回收有价值的物质;分离装臵简单,操作容易,运行稳定,易于实现自动化控制;可达到更优质的出水水质等。
 
        从产业应用来看,一般可以从制造材质、膜形状和孔径尺寸等维度对膜进行分类:
 
        根据制造材质不同,膜可分为无机膜和有机膜。无机膜主要是陶瓷膜,玻璃膜,金属膜,其过滤精度较低,选择性较小;有机膜由高分子材料加工而成,如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚砜(PES)、聚砜(PS)、醋酸纤维素(CA)等,由于有机膜过滤精度较高,选择性大,广泛应用于水资源化领域与工业特种分离等领域。目前大型水处理方案中使用较多的为偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)材质制作的微滤/超滤膜元件,反渗透膜的制造材质多为醋酸纤维素(CA)等。
 
       按照制造材质,对膜进行分类

        根据不同形状,膜可以分为中空纤维膜、平板膜、管式膜和卷式膜。膜的形状是由制作和装配工艺决定的,中空纤维膜在水处理应用领域使用广泛,平板膜一般仅在水资源化领域中的部分工艺中使用,如部分膜生物反应器(MBR)中,管式膜则主要用于垃圾渗滤液处理和高固含量液体分离。
 
        中空纤维膜在水处理中应用广泛;平板膜常用于膜生物反应器

       按照孔径尺寸由大到小,可把膜分为微滤(Microfiltration,MF)膜,超滤(Ultrafiltration,UF)膜,纳滤膜(Nanofiltration,NF)和反渗透(ReverseOsmosis,RO)膜。过滤效果随孔径尺寸缩小层层递进,微滤膜可用来去除悬浮颗粒物,细菌,部分病毒和大尺寸胶体;超滤膜能够去除胶体,蛋白质,微生物和大分子有机物;而如果要去除溶解性盐和分子量大于100的有机物则需要使用反渗透膜。目前在水处理领域,应用较多的是超滤膜、微滤膜和反渗透膜。
 
膜过滤效果随孔径尺寸缩小层层递进
 

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