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          水處理膜技術發展現狀及趨勢分析

          發表日期:2021-01-05 17:18文章編輯:國初科技瀏覽次數: 標簽:    

          北極星水處理網1月4日訊:水環境污染的加重,帶動了水處理領域的技術創新,將膜材料及相關技術應用于水處理工作?;诖?,文章將水處理膜技術作為研究對象,分析該技術的發展現狀及發展趨勢,強化水處理膜技術的應用優勢,改善水環境。

          水處理膜技術是指利用生物膜的物質分離作用,將水中的雜質去除,實現凈化處理的目的。不同類型的生物膜在水處理方面的功能不同,如:雙極膜用于含氟廢液的處理、納濾膜用于海水淡化等。因此,膜技術在水處理領域有良好的發展前景,對發展現狀及趨勢的分析,可以促進水處理膜技術的發展。

          1 水處理膜技術發展現狀

          1.1 國外水處理膜技術

          水處理膜技術由發達國家傳入我國,在技術發展方面更具優勢。如美國科氏公司形成的膜產品鏈,可生產精度及種類不一的水處理膜;陶氏化學公司在發展超濾膜和反滲透膜的同時,研發復合膜,表現出能耗低、膜使用壽命長等優勢,為水處理提供豐富原材料;美國海德能公司是世界最大的卷式反滲透膜生產商,生產的卷式反滲透膜日處理純凈水可達19億t;日本東麗集團生產的超濾膜具備較強的抗污染能力,可避免水處理中堵塞問題的出現;美國GE公司經過多年技術研發,在水處理膜方面有成熟的工藝技術,特別是液體零排放技術,在膜制備領域占比高達90%;荷蘭、奧地利等國的膜技術公司也紛紛開展技術研究,提出七孔超濾膜技術、膜生物反應器技術等創新技術產品,進一步優化水處理工程效果。

          1.2 國內水處理膜技術

          雖然我國研發水處理膜技術的時間較短,但是仍舊取得了較為理想的成果。如上海和北京等膜生產企業,研發了多種新型水處理膜,如平板膜、復合反滲透膜及中空纖維膜等。在水處理場景增多,水污染治理標準升級的趨勢下,水處理膜技術在水處理領域有良好的發展前景,技術需求增多,需要受到行業工作者的重視。同時,我國膜生產企業在膜制備和膜應用方面有所突破:

          在膜制備中,時代沃頓創新膜制造工藝,研發了抗氧化性及抗污染性較強的反滲透膜,在無菌飲用水以及藥品生產領域應用廣泛,解決了傳統反滲透膜存在的污染問題;某膜生產企業將PVC合金作為中空纖維膜的制造材料,配合熱致相分離法,增強中空纖維膜的生產效益;山東某研究設計院利用膜生物反應器技術,研發了中控平板式陶瓷膜,該膜具有強度大、穩定性高及可再生使用等優勢,改善了傳統平板膜或中空纖維膜存在的應用問題。

          在膜應用中,應用場景包括海水淡化、純水制備、工業廢水處理、生活污水處理等,不同應用場景對水處理的要求有所差異,膜生產企業需對水處理膜的性能進行優化,使其更符合水處理要求。目前常見的膜應用技術為集成膜分類技術,包括雙膜法、全膜法等。某膜生產企業引進雙膜法及全膜法,或者將膜材料和其他水處理設備配合使用,如膜生物反應器等,可以提升水處理膜的應用效果。其中,雙膜法是指同時應用反滲透膜與超濾膜、微濾膜,可實現深度脫鹽,提高進水水質,在工業廢水處理及污水回用的應用廣泛;全膜法是指配合應用兩種以上的水處理膜,可強化污染物去除效果,提高水回收率,在超純水制備中應用廣泛;膜生物反應器是指將水處理膜和傳統水處理工藝配合使用,可降低水處理工藝的能耗,提高出水水質。

          1.3 水處理膜技術不足

          雖然我國水處理膜技術取得一定成就,但和世界領先水平仍舊存在一定差距,在水處理膜的生產規模和種類等方面,國外大型高端膜企業更具優勢。細化來說,我國水處理膜技術的不足體現在以下兩方面:一方面,我國水處理工程中污水廢水水質復雜,膜企業提供的水處理膜針對性較強,適用性不足,且使用效果不穩定,膜使用壽命短,長期使用后,處理效果降低,加大水處理成本;另一方面,污水與廢水中的微生物及顆粒物會對膜造成堵塞,引發膜污染現象,加大膜對清理的需求,降低膜的處理效果。

          2 水處理膜技術發展趨勢

          在水處理膜技術發展中,憑借有機物去除效率高、操作便捷和容積負荷低等優勢,用于城市工業廢水、生活污水的處理。在未來的發展中,膜生產企業需注重技術創新,拓展水處理膜的應用。

          2.1 創新水處理膜生產工藝

          在水處理膜技術應用中,處理效果的關鍵在于膜材料。在未來的發展中,企業需創新水處理膜生產工藝,在保障水處理膜功能的前提下,增強水處理膜的性能,延長水處理膜的使用壽命,降低生產能耗,實現環保綠色生產。以熱致相分離法為例,膜生產企業在聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜制作中,應用熱致相分離法,通過高速的熱交換,提升高分子溶液的分相效率,可避免膜液參與凝膠化,提升生物膜的孔隙率,使水處理膜的性能更優異。同時,膜生產企業需將技術研發方向集中于納濾膜(如納濾級陶瓷膜或者納濾級石英膜等)、超濾膜、抗油疏水膜等,豐富水處理膜的種類,為不同領域的水處理提供性能相符的膜材料,增強水處理的效益。

          2.2 提升水處理膜性能

          在未來的水處理膜技術應用中,水處理膜性能優化是必然發展趨勢,可提升水處理質量。結合當前的水處理膜應用,性能提升方向如下:第一,抗污染性能,水處理膜應用時,普遍存在污染物堵塞問題,影響其滲漏效果,膜生產企業需增強水處理膜的抗微生物繁殖能力,保障水處理效果;第二,膜通量,該性能與水處理膜的處理效率聯系密切,還會影響水處理膜的使用壽命,可通過孔徑有效分布率、理化穩定性的提升,加大膜通量;第三,機械強度,部分水處理場景的條件較為惡劣,如高壓、高溫或者重物拉伸等,膜生產企業需增強水處理膜的機械強度,使其適用于多種惡劣應用場景;第四,適應性,膜生產企業需結合水處理膜的應用場景,研發適用性強水處理膜,使水處理膜適應多種處理工況,降低水處理工程中的預處理要求,節約工程成本。同時,研究機構及膜生產企業可將工作重點放在復合膜中,將多種性能集于一體。

          2.3 拓展水處理膜的應用

          水處理膜生產及性能優化的目的在于提升水處理效果,拓展水處理膜的應用是未來的發展重點,膜生產企業及研發機構需提升水處理膜的實踐效益,針對不同的水處理場景,研發適用的水處理膜,提升水處理水平。比如,針對水處理中的鹽和重金屬雜質,可研發微濾膜;針對水處理中的酸性/堿性液體,可研發耐高濃度酸堿的生物膜;針對高溫水處理,可研發耐高溫的生物膜;針對水處理中的有機物雜質,可研發超濾膜;針對含油廢水的處理,可研發反滲透膜等[1]。同時,水處理人員可配合應用多種水處理膜,將生物法與膜法配合使用,整合水處理膜的性能,增強水處理效果,降低膜法水處理的能源損耗,實現水處理中的資源最大化利用。

          3 結論

          綜上所述,隨著水處理膜技術的發展,水處理的效果有很大提升,相關專家需加強水處理膜技術的研發。通過本文的分析可知,在未來的水處理膜技術發展中,相關人員需創新水處理膜生產工藝、提升水處理膜性能,拓展水處理膜的應用,提升水處理效果及質量,促進水資源的最大化利用。

           
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