浅谈超滤和反渗透在水处理中的应用

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  反渗透与超滤技术是在60年代用于化工领域的膜分离技术;共有的特点是对于物质的分离和提纯,随着社会经济的不断推动和市场的不断扩大,超滤和反渗透技术,也在各个领域有了突破;本文主要是对于反渗透和超滤在水处理的应用原理、两者的区别、膜技术的应用,发展展望等因素,结合多年的经验和先进国家发展技术,进行结合和整理,希望对于国家的发展有一定推动的意义。
  一、超滤与反渗透的分离原理
  1、超滤膜根据膜材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜主要是由高分子材料制成,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根据膜形状的不同,可分为平板膜、管式膜、毛细管膜、中空纤维膜等。超滤属于物理性的分离,利用0.1至0.3MPa左右的压力对膜元件内的原水进行增压,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
  2、反渗透是利用2~10MPa压力的推力及很高的能量,利用膜分离的原理,和自身的理化性质,将水中的无机盐脱离出来;反渗透脱盐装置是将反渗透膜安装在特制的压力容器内,预处理后的水经升压泵增压后,送至反渗透装置内,水分子渗透过膜,汇集成淡水,水中的盐类、有机物及胶体等杂质不能透过膜而汇集成浓水排放。一个完整的反渗透系统通常包括预处理、反渗透主系统、反渗透辅助系统三个部分。
  两者的区别在于无机盐的脱出;反渗透的脱盐率达到99.5%,多用于深度水、高纯度水等的处理,可制作纯净水;而超滤并没有脱盐的效果,只是简单的物理过滤;反渗透膜和超滤膜的性能比较如图所示。
  反渗透
  超滤
  膜孔径(mm)
  0.3~2
  1.5~50
  操作压力(MPa)
  0.5~7.5
  0.05~0.5
  膜通量(m?.m-2.d-1)
  0.5~1.0
  0.5~5.0
  3.水中的物质与膜表面相互接触,由于膜特殊的性质,两者互相产生排斥的反应;水溶液一旦接触到膜表面会使浓度下降,使得膜表面的水浓度下降,产生一定的压力差,并在压力的作用下通过膜,最后留下溶质;分离的原理是膜表面的微孔小于水溶液中的物质直径,通过排斥降低浓度,利用高能量将纯水通过微孔,从而达到过滤等效果;膜的分离性主要依据分离效率、水通量和通量系数进行的处理,并且要充分考虑温度、压力、浓度等方面的影响。
  二、超滤膜与反渗透膜在水处理中的应用
  原水在进入膜处理系统之前还要进行预处理,工艺流程如图所示;原水→预处理→水箱→加压泵→膜组件→处理水;浓液经过水箱留出,部分进入膜组件处理,部分留出;流程中的预处理包括各种手段对于水中的大的物质进行去除,膜组件包括反渗透和超滤的压力作用;而浓液会经过回收进行再处理。
  以在江苏省江阴市市某地实施的一个中水处理项目为例,项目采用的是浸没式超滤膜系统+反渗透系统,具体介绍如下:
  1)超滤系统
  膜元件型号:GE ZeeWeed-1000
  水的回收率:≥90%;
  产水水质(浊度、SDI等):浊度≤0.2,SDI≤3;
  设计产水量:每套150~200m3/h(35℃/13℃);
  2)反渗透系统
  膜元件型号:陶氏BW30-400/34i;
  膜元件排列方式:一级两段;
  反渗透装置回收率:≥70%;
  反渗透脱盐率:≥98%;
  RO处理后水质要求:电导率≤200μs/cm;
  设计产水量:105m3/h·套;
  具体工艺流程如下:
  


  浸没式超滤膜系统是将膜组件或膜箱直接浸入所需处理的水中,采用泵抽取或虹吸的方式实现负压将水及溶解性的小分子从膜中抽吸出来。其系统占地面积小,能耗低且处理量大等特点。
  浸没式超滤运行稳定,其运行数据如下:
  名称
  温度(℃)
  进水浊度(NTU)
  膜间压差(KPa)
  产水流量(T/H)
  产水浊度(NTU)
  浸没式超滤
  23
  1.36
  -8.9
  163
  0.06
  总结:1、ZeeWeed? 超滤膜是水流由外向内的中空纤维膜(原水在外,净水在内)。这意味着膜内部只有干净的,经过超滤的水流通过。而原水中的细菌和悬浮物仍
  旧停留在膜的外部,所以净水水流渠道没有被固体悬浮物阻塞和污染的风险。
  2、ZeeWeed?超滤膜是浸没在水中采用很小的负压吸入出水,操作压力是在-2 到-
  10 psi 之间。所以在这种操作条件下,泵的能耗也相对较少。
  3、ZeeWeed? 工艺操作维护简单易行。因为整个处理是一个单步的操作,超滤系
  统不需要添加其他化学药剂(除了强化絮凝)、澄清或者是砂滤的步骤。相反,对操作员来说,他们只需要通过维护透过液泵和鼓风机的运行就可以保证
  超滤系统和超滤膜的良好运行。   反渗透运行数据
  名称
  温度(℃)
  进水电导(us/cm)
  产水电导(us/cm)
  进水流量(T/H)
  产水流量(T/H)
  一段压差(KPa)
  二段压差(KPa)
  脱盐率
  回收率
  反渗透
  23
  3500
  70.2
  150
  105
  70
  75
  98%
  70%
  产水水质
  参数
  原水
  出水
  pH
  7.9
  6.5
  电导,uS/cm
  4820
  97
  色度
  4
  0
  系统来水是经过预处理的工业废水,其色度较大,水质呈黑色,经过超滤去除浊度、胶体等,再经过反渗透去除色度,去除盐分,产水水质达到回用水标准。
  三、膜技术对水处理的发展趋势
  从20世纪反渗透技术带动了超滤技术的发展,随即按照各个领域的水质情况,利用膜技术结合相关的水处理的方法,使得多个水处理的方式、性质互相的补充,充分达到高效率的水处理;体现了国家节能减排的政策,改善水污染以及人们用水的质量;在水处理的技术上,可以迎合国家引进来和走出去并存的发展路线。
  国家要鼓励并支持有关的人员,走出国门,学习其他国家先进的水处理技术;积极引用青年人员,结合创新的思维将传统的水处理技术,更加的完善,提高企业的市场竞争力和市场经济,从而促进国家经济的发展,使得国家水处理技术更加的国际化。
  四、总结
  综上所述;反渗透技术与超滤技术的应用,不仅加强了传统水处理技术,还对于传统水处理的弊端替换掉,将污水以及各个领域的用水,通过膜技术,使得生活用水、医药用水等各个领域的的给水安全、可靠;为了贯彻国家发展的方针,可以引用先进国家水处理的技术,将国家现有的膜分离技术更加的完善,在社会不断发展的过程中,更加的有参考借鉴的价值。
  参考文献:
  [1];李玉乐;基于超滤膜技术对船舶生活污水处理装置的研究[D];集美大学;2010年
  [2];周春玲;浅谈几种工业污水处理方法[J];黑龙江科技信息;2010年04期
  [3];王帅;反渗透技术在净化饮用水中的应用[J];科技信息;2010年01期
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  原则,所有的项目建设均是围绕企业获得利润进行的,因此,建设项目中的每项工作都应科学规划,合理设计项目施工细节,将成本控制贯穿到项目施工的各个工作中,尽量减少施工过程中产生不必要的资金投入。
  4加强项目人工费用的管理
  项目人工费用的管理主要是专业水平较高的人才使用和工程施工进度的管理。选择专业技术人才时,应尽量选择掌握专业知识较牢固,经验较丰富的人才,能够在出现意外紧急情况时,有能力及时分析问题并提出有效的解决方案。聘请这类技术人员可能增加成本,但是在后期的施工过程中,高素质人才能够利用其专业知识,提高施工效率,能够有效促进施工的顺利进行,极大减少了工期延误的情况,对建筑项目建设有着重要作用。
  结束语
  招标控制价格的合理设定对招标单位建设工程的成本控制有着重要意义。在社会经济市场中,价格呈现动态变化的状态,工程建设应依据市场价不断进行调整,使控制价接近实际成本。这样,既能最大限度的控制建设工程成本,又能给施工企业合理的利润,使我国的建筑市场逐渐得到完善。
  参考文献:
  [1]覃才林.浅析建筑工程中招标控制价与成本[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2011,11:74.
  [2]陈桦.建筑工程中招标控制与成本管理[J].科技展望,2015,08:37.
  [3]韩美贵,王卓甫.招标控制价的作用与编制原则探讨[J].科技管理研究,2010,09:201-203.
  [4]杨响春.招标控制价在工程评标中的应用[J].科技与企业,2013,12:11。
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