膜分离技术在再生水处理中的应用研究综述

第36卷第2期华北水利水电大学学报(自然科学版)voI．36No．22015年4月JournalofNoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower(NaturalScienceEdition)Apr．20151)OI：10．3969／j．issn．1002—5634．2015．02．018膜分离技术在再生水处理中的应用研究综述邓建绵，童玲，周振民(华北水利水电大学，河南郑州450045)摘要：水资源短缺是目前制约我国社会经济可持续发展的瓶颈之一，再生水回用是解决该问题的有效措施．膜分离技术具有出水水质优良、占地面积小、易于实现自动化等特点，受到各界的高度重视．本文分析了微滤膜、超滤膜、纳滤膜与反渗透膜的特点，综述了它们在再生水处理中的应用研究现状．结果表明：由于运行成本高等原因，膜分离技术在再生水处理工程应用中较少；我国应进一步加大膜制备技术开发研究的投入，开发抗污染、高通量、低成本的分离膜，促进我国再生水事业的发展．关键词：水资源；再生水；膜分离技术中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1002—5634(2015)02—0084—05随着人口的增长与社会经济的发展，用水量日益增加，缺水形势日益严峻．目前，缺水已成为制约我国社会经济可持续发展的瓶颈之一．城市污水具有水量大，集中，水质、水量稳定，距离城区较近等特点，将城市污水深度处理回用是解决缺水问题的有效途径，其Lt益受到中央与地方各级政府的重视．至2010年底，全国已建再生水厂343座，再生水管道5521km，再生水厂和管道工程投资共计114．99亿元，全国污水处理回用总量为28．29亿m／a．近年来，各级政府部门又对污水处理回用提出了更高的要求．2011年“中央一号”文件《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》明确提出，污水处理回用是实现最严格水资源管理目标的一项重要措施．《国家环境保护“十二五”规划》明确要求要推进污水再生利用．我国《水利发展规划(2011—2015年)》要求，到“十二五”末，资源型和水质型缺水城市的污水再生利用率要达到20％以上．《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》要求，科技项目要重点支持城市水循环利用技术．水利部《节水型社会建设“十二五”规划》要求，到2015年，我国海水淡化、再生水利用、雨水集蓄利用、矿井水利用等非常规水资源利用量要达到100亿m以I-．目前，深度处理后的污水主要用于工业、农业、城市非饮用水、景观环境等方面．据统计，2010年，全国再生水回用于地下水回灌0．18亿ITI／a、工业8．42亿m／a、农林牧业6．48亿in／a、城市非饮用1．28亿1TI／a、景观环境11．93亿1TI／a．用途不同，对再生水水质要求不同，合理选择再生水处理技术，确保再生水水质符合要求是再生水处理工程正常运行的保障．膜分离技术由于出水水质优良、稳定，占地面积小，易于实现自动化等特点，受到各界高度重视．1膜分离技术在再生水处理中的应用现状根据膜的形态、材料、结构、功能不同，膜有不同的分类．在水处理行业，膜一般按孑L径范围分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜与反渗透膜，不同膜的孔径分布不同，净化机理与净化效果也不同．1．1微滤膜微滤膜孑L径大小为0．01～10．o0m，截留分子量在100000道尔顿以上．由于微滤膜孑L径较大，主要依靠筛分效应截留水中的污染物质，可用孔流模型解释它的传质机理．微滤膜具有操作压力低，水通量大等特点．可以去除水中的悬浮物、胶体、细菌等收稿日期：2015—02—28基金项目：水利部科技项目(DRCYSN(2012)473)；贵州省水利科技项目(KT201315)．作者简介：邓建绵(1970一)，男，河南叶县人，副教授，博士，主要从事水污染控制方面的研究第36卷第2期邓建绵，等：膜分离技术在再生水处理中的应用研究综述85污染物质，对溶解性污染物质去除效果较差，可用于对水质要求不高的再生水处理厂或作为纳滤膜与反渗透膜的预处理．北京市某再生水厂采用微滤／反渗透工艺深度处理再生水⋯，出水化学需氧量(ChemicalOxygenDemard，COD)质量浓度与浊度的平均值分别低于0．45mg／L与0．064NTU，87．7％出水中的氨态氮(AmmoniaNitrogon，NH一N)低于检测限．98．8％出水中的总磷含量(TotalPhosphorus，TP)质量浓度低于0．01mg／L，出水总溶解固体(TotalDissolvedSol—ids，TDS)质量浓度低于30．8mg／L，出水水质良好、稳定．陈超等用改性微滤膜深度处理污水厂二级出水．微滤膜出水色度为15倍，总悬浮固体(TotalSuspendedSolids，TSS)、五日生化需氧量(5一daysBi—d