膜分离技术在各个领域的应用分析

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核心提示:随着膜分离技术的不断发展和在下游应用领域的产业化应用,膜材料及其相关专业配套装备技术也不断变革创新,制备工艺持续改进完善,并形成较大规模的产业化应用,

随着膜分离技术的不断发展和在下游应用领域的产业化应用,膜材料及其相关专业配套装备技术也不断变革创新,制备工艺持续改进完善,并形成较大规模的产业化应用,迎来较为广阔的市场空间。未来,随着膜材料技术的持续创新,膜产业的内涵和外延预计还将持续扩展,在更多民用、商业、市政、工业领域实现产业化创新应用。

 

污水处理

 

按照处理深度,可将污水处理分为一级处理、二级处理和深度处理。一级处理的主要目的是去除悬浮状态固体,常采用物理法;二级处理的目的是进一步去除污水中胶体和溶解性污染物,常使用生物法;深度处理以达到更高的处理与排放要求或污水回用为目的,其中膜分离技术可以大幅度提高产水水质,是水深度处理尤其是再生水的主要工艺。

 

典型的“超滤+反渗透”双膜法组合工艺工业废水深度处理主要环节如下图所示:


 

废水经沉淀、砂滤、碳滤等预处理,经超滤系统、反渗透系统过滤后重复使用,降低废水排放的目的。其中公司复合材料压力罐可作为砂滤、碳滤滤料.html'>滤料装载容器;反渗透膜元件和膜元件压力容器组成的膜组件则应用于反渗透系统。

 

双膜法工艺中,超滤/微滤可作为絮凝沉淀、砂滤、碳滤等环节的补充,去除大分子有机物、细菌等,纳滤/反渗透可实现脱盐效果,各类型膜材料有机组合形成膜分离系统,根据不同膜材料的过滤分离效果的差异以达到不同的过滤或分离目的,能够提升整体过滤效率及效果。

 

市政供水

 

市政供水是城市最基本的公用事业,也是膜材料的重要应用领域之一。

 

在传统自来水处理工艺的基础上,以去除有机微污染、二价离子等物质为目标时,可采用纳滤;以去除水中离子、水淡化为目标时,采用反渗透技术。以常规+纳滤的饮用水深度处理系统为例,其主要环节和主要设备如下图所示:


 

 

原水通过混凝沉淀、砂滤、碳滤等预处理程序后,经高压施压通过纳滤系统,纳滤膜能够截留低分子有机物及重金属,并保留一定钠离子、氯离子等一价离子,产水达到生活用水及饮用水标准。纳滤膜元件和膜元件压力容器组成纳滤 膜装置是纳滤系统中直接实现过滤功能的核心部件。

 

海水淡化

 

海水通过混凝沉淀、机械过滤或超滤、保安过滤等预处理环节后,通过反渗透系统去除水中的可溶性盐,产生淡水。

 

 

海水淡化反渗透膜装置通常由高压.html'>增压、能量回收器和反渗透膜组件构成,其中反渗透膜组件主要包括反渗透膜元件和膜元件压力容器。高压.html'>增压为反渗透环节提供运行压力,能量回收器具有节约能耗的作用。反渗透膜对氯化钠的截留率在98%以上,能有效过滤海水中的可溶性盐,产生淡水,是海水淡化过程中的核心装备之一。

 

其他应用领域

 

反渗透膜元件、膜元件压力容器组成的反渗透膜分离装置可以运用于超纯水制备中的关键装备。超纯水制备主要包括三个阶段,砂滤、碳滤、软化等预处理阶段、反渗透净化阶段和EDI电除盐阶段。预处理阶段通过砂滤和活性炭吸附除去水中的悬浮 物、余氯、细菌等;反渗透系统可截留几乎所有离子、有机物;最后通过电除盐 块去除水中剩余的离子,制备出超纯水。复合材料压力罐多用于碳滤、砂滤环节中石英砂、活性炭的储罐,反渗透膜元件和膜元件压力容器则运用于反渗透环节。

 

 

除此以外,膜分离技术还可应用于医药领域和食品领域。在我国,反渗透技术始终是制药工程中重要的工艺技术,广泛应用于制药工程中的药剂制取、生化制品设备清洗等方面。反渗透技术能够有效去除液体中的有机物、胶体、细菌与微生物等溶质,且具有能耗低、污染小、操作简单等特点。在制药工程领域,反渗透技术将与网络信息技术、人工智能技术等进行融合性应用,对制药中的原水 进行自动化与专业化预处理,由于实际生产过程中,反渗透系统的运行效率受到多种因素制约,未来新型抗氧化、抗腐蚀、抗污染的反渗透膜材料将迎来更为广阔的市场。

 

食品制造业领域以纯净水为例,反渗透和纳滤技术已经成为行业的常用技术。例如,娃哈哈较早引进全自动净水生产线,利用二级反渗透技术,生产出高品质的饮用水,其瓶装纯净水在全国范围内广泛销售。反渗透和纳滤技术在食品饮料行业的普及为相关产品提供了广阔的市场空间。

 
 
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