全膜法水处理工艺

全膜法水处理工艺

全膜法水处理工艺是将超滤、微滤、反渗透、EDI等不同的膜工艺有机地组合在一起，达到高效去除污染物以及深度脱盐的目的一种水处理工艺。全膜法处理后的出水可直接满足锅炉补给水、工艺用水、电子超纯水、回用水、循环用水等要求。

反渗透处理装置

EDI电渗析水处理设备

该工艺已成功应用于电力、冶金、石化等多个领域。该工艺的关键技术EDI系电渗析（ED）和离子交换技术（DI）有机结合，达到连续除盐、运行维护简单、无酸碱排放污染。而超/微滤、反渗透已广泛应用于海水（苦咸水）淡化及废水回用。

1、膜分离技术及其优势

膜分离技术是一大类技术的总称。和水处理有关的主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。目前在经济、技术等方面占主导地位是高分子材料类的产品。

这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。在压力驱动下，尺寸较小的物质可通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，而尺寸较大的物

质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同大小组分的目的。

其过滤的精度和滤膜本身的孔径大小有关。通常习惯把孔径较大的称为微滤（Microfiltration），而较小的称为超滤（Ultrafiltration），而“孔径”更小则是钠滤和反渗透。

上图显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法。反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、胶体等；微滤一般能够去除水中的细菌、灰尘，具有很好的除浊效果。这些都是传统的过滤（如砂滤、多介质过滤等）无法实现的。

这些膜分离的产品从功能上可以分为反渗透、超滤、微滤等；从形式上分为中空纤维、管式、卷式、平板式等；从材质上分PP、PE、PS、PVDF、Nylon、PAN等多种；从操作方式上分为错流过滤和终端过滤两种，或者分为内压式、外压式等。这些膜产品能够具备优异的分离能力，是和它的结构及材料密不可分的。下面几张图显示了聚合物膜材料的结构。

可见，各种形式的分离膜大都属于非对称的结构，即包括致密的皮层（真正起分离作用）和多孔的支撑层。这种结构既保证了良好的分离效果，又提高了膜通量，降低运行能耗，并抗污堵。这些因素使得膜产品最终能够实现大工业化的应用。

膜分离技术最近受到了污水市场的高度关注，这是因为它具有如下的优点：

1.对杂质的去除效率高，产水水质大大好于传统方法；

2.彻底消除或者大大减少化学药剂的使用，避免二次污染；

3.系统易于自动化，可靠性高。运行简易，设施只有开启，关闭两档；

4.占地面积要求小；

5.与常规水处理系统费用相当

2、废水回用面临的挑战

在下图中归纳了综合利用各种水资源的方式。首先，尽量使水能够循环使用，把原来外排的工业废水和市政污水作为新水源，就可以大大减少对地表水和地下水的需求，也减少了向外排放的污水量；其次，在循环利用水的同时，各种废水中积累的污染物经过浓缩、焚烧、填埋等等方式转化为对环境无害或者少害的形式，可以大大缓解对生态的破坏。这些目标可以通过水价的调整，由政府行为转变为企业自发的市场行为而得以充分实现。

但是使用废水作为新水源，在技术上面临着一个新的挑战。由于各种工业和生活废水中的污染物非常复杂，传统的水处理方法，包括生化处理、混凝、澄清、气浮、吸附、砂滤等等，往往不能高效地去除这些污染物，将废水变成满足使用要求的净水。最近一段时间以来，在电力、冶金、石化等行业纷纷开展了污水回用的工作，计划把循环水排污水、市政废水、含油生产废水等经深度处理后作为循环水补给水、工艺用水、甚至锅炉补给水等。在一些缺水地区，如北京、天津等地也纷纷开展了以市政污水作为工业和生活用水的工作。这些需求大大促进了新技术的应用和成熟—这就是膜分离技术。

3、我国废水回用现状

水是人类赖以生存的基本资源，但是我国的水资源状况不容乐观。首先，中国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的四分之一。目前，我国黄淮海及内陆河流域有11个省、区、市的人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1750立方米用水紧张线。其次，近些年随着我国工业化和城市化的进程，大量的工业和生活污染物排放到环境中，给水体带来越来越严重的污染。从太湖到滇池，从松花江、黄河到长江、珠江，水质逐年恶化。恶化的水质危及工业生产和人们的健康，增加了整个社会获取水资源的成本。目前水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。第三，我国水资源浪费严重，特别是工业用水效率总体水平较低。2001年，我国每万元工业产值取水量为90立方米左右，约为发达国家的3-7倍，工业用水重复利用率约52%，远低于发达国家80%的水平，与世界先进水平相比差距悬殊。

今后经济及人口的增长势必使水资源供需矛盾更加突出。据有关研究报告，到21世纪中叶我国人口达到16亿高峰时，全国总取水量有可能接近可用水资源量的极限。为保证经济社会的可持续发展，必须要大幅度提高用水效率。为此，国家在“十五”规划中制定了相应的政策，以控制水污染和用水量的增长。其中包括三大类：

1．采用清洁生产的工艺，减少污染物排放。例如高纯水制备中采用反渗透、EDI等膜分离技术代替离子交换技术，可以消除酸碱废水的排放；

2．采用低耗水的工艺，减少新鲜水的用量。例如火力发电厂

使用空冷技术、干除灰代替水力除灰等；

3．废水回用。把生活污水、工业废水等经过深度处理后，重复使用，甚至实现零排放。这实际上是将污水作为一种新的水源加以充分利用，即减少了新鲜水的利用，又降低了废水的排放量。

其中，实现废水回用或者零排放，最关键的一点就是要去除污水/废水中的各种杂质或者污染物，使净化后的水满足各种工业或者生活用水的水质要求。因此，工程设计时不仅仅要考虑工业或者生活废水实现达标排放，今后越来越多的时候还要考虑将这些废水进一步深度处理，循环使用。为了节约水资源，政府正在出台一系列的政策，包括水价调控、排污权交易等，这些都将通过经济的杠杆，促进废水处理技术和市场的迅速发展。

4、全膜法水处理应用的工程案例

全膜法水处理工艺由超/微滤、反渗透、EDI等不同的膜工艺有机地组合在一起，达到高效去除污染物以及深度脱盐的目的。

出水需求领域:

锅炉补给水

工艺用水

电子超纯水

回用水

循环用水

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实际应用领域: