低温水处理中的膜法工艺_冉琳

膜分离技术作为一种新型的水处理方法，是21世纪现代分离技术中重点研究、开发和应用的技术之一，因其能在常温下操作、无相变，能耗低等优点，在技术进步、产品结构调整、节省能源及污染防治方面日益显示出其强大的生命力和竞争能力。但目前膜技术在水处理中的应用遇到一个难题，即在低温条件下膜很难发挥其正常的性能。我国北方大部分地区冬、春季均温都在5℃以下，水质的物理化学特性与其它季节相比具有温度低、浊度低、耗氧量低、碱度低、水的粘度大等特点，这给不少水厂的冬季处理带来了很大困难。膜在此温度下产水量也受到极大影响。膜技术作为未来的一项重要产业，如果其在低温条件下的性能能够得到改善，将在水处理中发挥重要的作用。1反渗透膜处理低温水反渗透是以压力为驱动力的膜分离技术，主要应用领域有海水和苦咸水淡化，纯水和超纯水制备，工业用水处理，饮用水净化，医药、化工和食品等工业料液处理和浓缩，以及废水处理等。反渗透膜的产水率受温度影响较大，如纯净水产量与源水的温度(与25℃相比)成反比，一般水的温度每下降1℃，产水率下降3%～4%[1]。而温度对于反渗透膜通量的间接影响，主要是通过膜体形变综述与专论能源环境保护EnergyEnvironmentalProtectionVol．23,No．6Dec.,2009第23卷第6期2009年12月低温水处理中的膜法工艺冉琳，吴克宏，张建松（解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京210007）摘要：低温水处理一直是膜法水处理工艺中的难题，着重讨论目前膜法工艺中的反渗透膜和超滤膜在低温水处理方面的探索研究。其中反渗透工艺采取的措施主要有加温加压，增加膜数量，采用较合适的预处理方法等。超滤处理低温低浊水具有较好的效果，如果和混凝结合效果更好。关键词：低温水处理；反渗透膜；超滤膜中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1006-8759（2009）06-0001-03DISCUSSIONSOFMEMBRANESINLOWTEMPERATUREWATERTREATMENTRANLin,WUKe-hong，ZHANGJian-song(EngineeringInstituteofEngineerCorps，PLAUniv.ofSci.&Tech.，Nanjing210007，China)Abstract:Low-temperaturewatertreathasbeenahardproblemallthetime,andinthispaper,theresearchandapplicationofROandUFonitarepresented.Atpresent,themainmethodsofROinsolvingthisproblemarepre-heating,operationpressure-rising,increasingthenumberofthemembranes,andadoptingproperpretreatmentmethod.UFisaeffectivewayintreatinglow-temperatureandlow-turbiditywater,anditwillbebetterifusingcoagulantconcentration.Keywords:low-temperaturewatertreatment；RO;UF收稿日期：2009－08－27·2·冉琳等低温水处理中的膜法工艺以及水体粘度、表面张力等膜体及水体参数得以实现。膜体形变与进水温度正相关，水体粘度及表面张力与进水温度均负相关[2]。1.1提升水温反渗透膜的运行温度一般在5℃～40℃，而冬春季原水温度经常达到5℃以下，为了让膜在最适宜的温度下工作，以正常发挥其性能，目前比较常见的措施就是增加预处理进水的加热装置，对原水进行加热升温。但是加热会引起能量消耗问题。目前各国都在积极地寻找反渗透加热过程中降低能耗的办法，如美国研制的太阳能循环系统来对水进行加热，比较成功地降低了能耗[3]。利用RO进行海水脱盐时，中国北方的RO站可以利用发电厂的冷却海水作为其供水[4]。如果预处理系统中无加热设备时，在冬季要十分注意二氧化硅等结垢对膜元件的污染问题，严格控制浓水中的二氧化硅等的含量，其值不能超过在该温度下的溶解度。另外，反渗透装置运行前、停运后均应进行低压冲洗3min左右，将反渗透装置中的存水置换掉。1.2增加压力加压也是提高产水通量的一个措施。压力增加，水的渗透速度加快，膜通量增加。但是在反渗透系统中，膜的产水通量与膜受污染速度成正比关系。压力越高，胶体在膜面沉积速率越快，膜通量下降也越快[5]，因为在给水平行流过膜表面时，还有部分产水垂直透过膜表面，导致污染物在膜表面形成沉淀。当溶质与膜具有强的亲和力时，提高压力将增加膜孔内溶质分子的流