自產(chǎn)業(yè)革命以來,以西方各國(guó)為主體的發(fā)達(dá)國(guó)家顯著加快了工業(yè)化的速度。其結(jié)果帶來了生活上的舒適與便利,但同時(shí)也引起了自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞,地球溫度升高、臭氧層被破壞、廢棄物的激增等等都是明顯的實(shí)例。1992年在巴西舉行的世界環(huán)境首腦會(huì)議及通過的里約熱內(nèi)盧宣言表明了人類對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視。作為具體行動(dòng),世界各國(guó)正大力推廣標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的ISO14000系列的企業(yè)環(huán)境管理認(rèn)證體系。歸根結(jié)底,環(huán)境污染是由于人類在活動(dòng)時(shí)排出的各種物質(zhì)的質(zhì)和量超過自然界的自凈能力而產(chǎn)生的。因此,環(huán)境保護(hù)的*方法在于將排出的物質(zhì)回收并再利用,或恢得到自然界原有的存在形態(tài)。實(shí)際實(shí)施時(shí),除生物、化學(xué)處理外,常采用減少容積,稀釋降濃等物理方法。不言而喻,目前仍存在大量的現(xiàn)實(shí)問題亟待解決。
*,膜分離技術(shù)是物質(zhì)分離技術(shù)中的一個(gè)單元操作。膜分離法的zui大特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)力主要為壓力,不伴隨需要大量熱能的變化。因而有節(jié)能、可連續(xù)操作、便于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),本文將介紹一些適用于環(huán)保領(lǐng)域的膜技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。
1. 環(huán)境保護(hù)和膜的適用用途 環(huán)保的一個(gè)十分重要的內(nèi)容就是廢物(固體)、廢液(液體)及廢氣(氣體)處理,即將三廢物再利用,減少向周圍環(huán)境排出的數(shù)量或?qū)⑴欧盼锏挠泻ξ镔|(zhì)經(jīng)過分離、無害化處理后排放。表1中給出了典型的三廢物質(zhì)及膜分離技術(shù)的適用范圍。從表1中可以看出,因膜技術(shù)的處理對(duì)象為流體,故主要適用于廢水、廢液及廢氣的處理。圖1給出了分離膜的分類。根據(jù)待分離物質(zhì)的大小,依次可使用微濾、、納濾、反滲透及氣體分離膜。需要說明的是,膜分離只具有物質(zhì)分離的功能,若構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)保處理系統(tǒng),常常需要與其它處理技術(shù)組合使用。
表1 廢棄物形態(tài)及膜分離技術(shù)的適用性
廢棄物形態(tài) | 廢棄物種類 | 膜的可適用性 | |
固體 | 廢物 | 紙張 塑料 金屬 | 不適用 |
液體 | 廢水 | 懸濁物 | 微濾膜 膜 |
溶解性成分(三鹵甲烷、農(nóng)藥等) | 膜(UF) 納濾膜(NF) (RO) | ||
廢液 | 各種化學(xué)溶劑 | 納濾膜(NF) (RO) | |
氣體 | 廢氣 | 有機(jī)蒸汽 氟利昂 硫化物 二氧化碳 | 氣體分離膜 |
圖1 分離膜的分類
2. 適用于廢水排放用途的膜分離技術(shù)
表2給出了各種廢水排放膜處理的應(yīng)用實(shí)例。排放水處理以往采用沉淀法、活性污泥法、蒸發(fā)法等,現(xiàn)在膜法或與上述方法配合使用,或者*代替使用。使用膜法時(shí),除得到膜透過液外,對(duì)于濃縮液有時(shí)可通過萃取方法提取有用物質(zhì),而多數(shù)情況則是固化后燃燒處理。
表2 膜分離法用于廢水排放處理的應(yīng)用實(shí)例
應(yīng)用領(lǐng)域 | 適用分離膜 | 透過液
| 濃縮液 |
金屬工業(yè) 模鑄廢水
水溶性切削油 銅壓延含油廢水 | NF,RO UF,NF,RO NF,RO | 放流/活性污泥 活性炭吸附 同上 | 固化燃燒或轉(zhuǎn)專業(yè)處理 同上 同上 |
金屬表面處理 電鍍回收液 電鍍水洗廢水 脫脂廢水
廢稀料 | NF,RO NF,RO MF,UF UF | 再利用(洗凈水) 同上 再利用 再生稀料 | 再利用(溶液) 轉(zhuǎn)專業(yè)處理 固化燃燒或轉(zhuǎn)專業(yè)處理 固化燃燒 |
半導(dǎo)體工業(yè) 硅研磨廢水 水洗廢水 | UF RO | 再利用(研磨用水) 再利用 | 轉(zhuǎn)專業(yè)處理 轉(zhuǎn)專業(yè)處理 |
建筑物內(nèi)生活廢水 建筑物內(nèi)生活廢水 糞便 下水二次處理水 | UF,NF,RO UF RO | 中水道 排放 工業(yè)用水,源水用水 | 下水道排放 活性污泥槽 排放 |
2-1. 下水的高度處理
根據(jù)排放物質(zhì)的成分的不同,處理方式有所差異,但一般是將膜技術(shù)與絮凝劑沉降、加壓浮選和生物處理等技術(shù)配合起來使用。絮凝沉降時(shí)需根據(jù)水質(zhì)的變化控制絮凝劑的投入量。生物處理時(shí)的處理效果常受溫度、濃度等因素的影響,水質(zhì)較難保持穩(wěn)定。膜分離法作為不受水質(zhì)變動(dòng)影響,且可去除可溶解成分的下水高度處理法已逐漸進(jìn)入實(shí)用化階段。日本*套使用技術(shù)的大型實(shí)驗(yàn)裝置于1993年-1995年在日本千葉縣花見川下水處理場(chǎng)完成了實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。該裝置的處理流程如圖2所示。該系統(tǒng)處理前后的水質(zhì)分析結(jié)果如表3所示。產(chǎn)出水(210m3/日)的水質(zhì)達(dá)到了自來水標(biāo)準(zhǔn)。反滲透裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行。從下水變成上水的處理成本為37日元/米3(約為2.4元/米3)。
2025中國(guó)鄭州衡器與計(jì)量技術(shù)設(shè)備展覽會(huì)
展會(huì)城市:鄭州市展會(huì)時(shí)間:2025-11-07