超滤技术及其在水处理领域研究进展_贾永志

Vol.26No.420071超滤新技术研究超滤在水处理方面的新技术研究主要有两个方向,一是如何强化超滤技术来去除一般超滤不能去除的污染物,这方面的研究主要有:胶团强化过滤、聚合物过滤等强化技术;二是如何减少膜污染和浓差极化现象,如:超声波强化超滤技术、半死端超滤技术等。当然,这两方面的研究并非完全隔离,在强化超滤过程中同时也必须考虑如何降低膜污染和减少能耗等。1.1胶团强化超滤、亲和配基改进的胶团强化超滤和聚合物过滤胶团强化过滤(MEUF)、亲和配基改进的胶团强化超滤(LM-MEUF)和聚合物过滤(PF)是分离水溶液中有机溶质和多价金属离子(MEUF)及选择性地螯合-分离水溶液中目标多价金属离子(LM-MEUF、PF)的新颖的强化超滤分离方法。胶团强化过滤[1]是20世纪80年代兴起的,基于表面活性剂独特的双亲分子结构的特性而实现分离的新方法。通过表面活性剂的亲水基和疏水基络合和键合作用,实现废水中的有机溶质与重金属离子的分离。MEUF技术具有能耗低、可多级实现高分离率、无毒、分离剂(表面活性剂)可生物降解和可同时去除非离子有机物和荷电离子等优点。Roberts,Scamehorn和Christian[2]用阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂进行了分离有机物和二价阳离子(Cu2+)、阴离子(CrO42-)的MEUF试验,结果表明,在操作压力为0.414MPa,采用截流液和透过液全部返回进料液的循环操作条件下,当截流液中表面活性剂浓度达较高值(90～200mmol/L)之前,所有分离对象的截流率达98%～99.9%,且透过液中表面活性剂浓度较低。北京工业大学谷维梁、纪树兰等[3]的实验也证明了利用胶团强化超滤法去除氯乙烯生产废水中二氯乙烯(DCE)在工业上应用的可能性:在最佳的实验条件(表面活性剂最佳投加量为15mmo1/L,增溶时间lh,增溶温度400℃,操作压力为0.15MPa)下,截留分子量为60,000的中空纤维膜组件对模拟废水中DCE的去除率可达80%以上。虽然MEUF技术中还存在不少缺点,比如截流液的后处理和表面活性剂循环再利用的后处理技术尚不成熟等,但其在水处理中的特殊地位已经凸显出来并不断增强。亲和配基改进的胶团强化超滤技术是将合宜的亲和配基和表面活性剂加入溶液中,利用亲和配基作用来选择性地去除目标金属离子的强化超滤技术。亲和配基应具有选择性络合目标金属离子基团和能在胶团中高度增溶的大的疏水基团,可使亲和超滤技术及其在水处理领域研究进展贾永志1,2,吕锡武1,周海峰1(1.东南大学环境工程系,江苏南京210096;2.江苏省水利厅,江苏南京210029)摘要介绍了超滤技术在水处理方面的最新研究成果、超滤膜的改性技术和超滤技术的工程应用。关键词超滤水处理膜ResearchesonUltrafiltrationandit’sApplicationinWaterTreatmentJiaYongzhi1,2,LüXixu1,ZhouHaifeng1,(1.DepartmentofEnvironmentalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China;2.JiangsuProvincialWaterResourceDepartment,Nanjing210029,China)AbstractNewresearchprongressinultrafiltration,themodificationofmembranewereintroducedalongwithsomenewengineeringprogressesinwatertreatment.Keywordsultrafiltrationwatertreatmentmembrane净水技术WATERPURIFICATIONTECHNOLOGY12--DOI:10.15890/j.cnki.jsjs.2007.04.002净水技术Vol.26No.42007配基和被络合的金属离子在很大程度上搭接到胶团上。由于亲和配基具有选择性,所以LM-MEUF能够选择性地去除金属离子。当加入了表面活性剂和亲和配基的废水经过超滤膜时,胶团联合被增溶的亲和配基及被其络合的金属离子被截留,未被增溶的亲和配基,未络合的金属离子和表面活性剂则被透过,从而获得目标金属离子的高分离效率。聚合物过滤是采用水溶性聚合物键合金属离子的超滤法。该方法所采用的聚合物具有螯合金属离子的功能团,它们具有强选择螯合金属离子、高螯合容量和足够大的尺寸等特点。超滤过程中,螯合金属的聚合物被截留浓缩,小尺寸的未键合的组分通过膜;浓缩液中聚合物键合的金属离子可通过酸化反应分离。该法在分离重金属废水中已有较多成功的工程实例[1]。1.2集成膜分离技术集成膜分离技术