超濾納濾反滲透多功能實驗

① 超濾、納濾、反滲透等膜技術怎樣應用於煤化工廢水處理

1、物化預處理預處理常用的方法：隔油、氣浮等。因過多的油類會影響後續生化處理的效果專，氣浮法屬煤化工廢水預處理的作用是除去其中的油類並回收再利用，此外還起到預曝氣的作用。

2、生化處理對於預處理後的煤化工廢水，國內外一般採用缺氧、厭氧、好氧的生物法處理，但由於煤化工廢水中的多環和雜環類化合物，單獨採用好氧或厭氧技術處理煤化工廢水並不能夠達到令人滿意的效果，厭氧和好氧的聯合生物處理法逐漸受到研究者的重視。1)改進的缺氧生物法在活性污泥曝氣池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末對有機物和溶解氧的吸附作用，固化富集廢水中難降解的有機物，為微生物的生長提供食物，從而加速對有機物的氧化分解能力。

② 反滲透膜、超濾膜、納濾膜

一、過濾精度

• 反滲透膜：過濾精度最高，能夠過濾水中的離子級物質，如鈉、鉀、鈣、鎂等金屬離子，以及溶解在水中的無機鹽，如氯化物、硫酸鹽等。因此，反滲透膜處理後的水幾乎是純凈水，水質純凈度非常高。

• 超濾膜：過濾精度略低，能夠過濾水中的懸浮物、細菌、部分有機物和重金屬離子，如銅、鐵、鎘等。超濾膜過濾後的水可以滿足一般生活用水的需求，但無法達到純凈水的標准。

• 納濾膜：過濾精度介於反滲透膜和超濾膜之間，它能夠使一價鹽離子，如鈉、鉀、銨等透過，但是對於二價鹽離子，如鈣、鎂等物質具有一定的截留效果。因此，納濾膜過濾後的水可以達到一定的純凈度，但無法達到反滲透膜處理後的水質純凈度。

二、工作原理

• 反滲透：是最精密的膜法液體分離技術，在進水（濃溶液）側施加操作壓力以克服自然滲透壓，當高於自然滲透壓的操作壓力加於濃溶液側時，水分子自然滲透的流動方向就會逆轉，進水（濃溶液）中的水分子部分通過反滲透膜成為稀溶液側的凈化產水。因為其過濾精度太小，需要附加壓力才能正常運行，因此它的壓力比其他膜元件要高一些，通常在12-70bar之間。

  

三、應用場景

• 反滲透膜：主要用於商業和工業用水處理，如電子、電力、醫葯、化工等行業。這些行業對於水質的要求非常高，需要將水中的離子級物質全部去除，以確保生產過程中的穩定性和產品品質。

• 超濾膜：主要用於生活用水處理，如家庭、公共場所和工業用水。這些場景對於水質的要求並不像商業和工業用水那麼高，只需要去除水中的懸浮物、細菌和部分有機物即可。此外，超濾膜還可以用於污水回收和再利用。

• 納濾膜：主要用於飲用水處理和部分工業用水處理。在飲用水處理方面，納濾膜可以去除水中的二價鹽離子，同時保留水中的對人體有益的礦物質和微量元素。在工業用水處理方面，納濾膜可以用於電鍍、鋼鐵等行業的廢水處理。

四、特點

• 反滲透膜：優點是過濾精度高、出水水質好、可以去除水中的離子級物質；缺點是產水量較低，需要較高的工作壓力，並且需要定期更換濾芯，成本較高。

• 超濾膜：優點是過濾精度較高、可以去除水中的懸浮物和部分有機物，對水質的適應性較強，產水量較大；缺點是無法去除水中的離子級物質。

• 納濾膜：優點是過濾精度適中、可以去除水中的二價鹽離子，同時保留水中的有益礦物質和微量元素，產水量較大；缺點是無法去除水中的一價鹽離子和小分子有機物。

綜上所述，反滲透膜、超濾膜和納濾膜在過濾精度、工作原理、應用場景和特點上各有差異，用戶可根據實際需求選擇合適的膜技術。

③ 水處理膜技術（超濾、納濾、反滲透）深度解析其優缺點

超濾膜

優點：

• 運行壓力低：超濾膜的運行壓力一般1-5bar，相對較低，能耗較小。
• 操作簡便：超濾膜技術操作簡便，無需增加額外的化學試劑，且實驗條件溫和，不會引起溫度、pH的變化，從而防止生物大分子的變性、失活和自溶。
• 成本低廉：超濾膜結構簡單，價格便宜，且故障率及漏水概率相對較低，維護成本較低。
• 適用范圍廣：超濾膜能有效截留1-20nm之間的大分子物質和蛋白質，同時允許小分子物質和溶解性固體（無機鹽）等通過，適用於多種水處理場景。

缺點：

• 出水水質有限：超濾膜無法有效去除水質中的重金屬、農葯、三氯甲烷等化學污染物，出水水質相對有限。
• 分質供水能力弱：超濾膜一般用於洗滌用水，當自來水水質較為優質時也可用作飲用水，但分質供水能力較弱。

納濾膜

優點：

• 截留效果好：納濾膜能截留納米級（0.001微米）的物質，截留有機物的分子量約為200-800，截留溶解鹽類的能力為20%-98%，適用於去除地表水中的有機物和色素、地下水中的硬度及鐳，且部分去除溶解鹽。
• 運行壓力適中：納濾膜的運行壓力一般3.5-30bar，介於超濾和反滲透之間，能耗相對較低。
• 成本節約：若對水質要求不是特別高，利用納濾可以節約很大的成本，同時達到較好的水處理效果。

缺點：

• 去除單價離子能力有限：納濾膜對可溶性單價離子的去除率低於高價離子，對於某些特定離子的去除效果可能不如反滲透膜。

反滲透膜

優點：

• 出水水質高：反滲透膜能有效截留所有溶解鹽份及分子量大於100的有機物，出水水質高，能有效去除水質中的重金屬、農葯、三氯甲烷等化學污染物。
• 應用廣泛：反滲透膜廣泛應用於海水及苦鹹水淡化、鍋爐補給水、工業純水及電子級高純水制備、飲用純凈水生產、廢水處理和特種分離等過程，適用范圍廣。
• 分質供水能力強：反滲透水處理設備是分質供水，純水供應飲用，濃水用來洗滌，實現了水資源的最大化利用。

缺點：

• 運行壓力大：反滲透膜的運行壓力相對較高，需要消耗更多的能量。
• 成本較高：反滲透膜技術相對復雜，設備投資和維護成本較高。

總結：

• 超濾膜適用於對水質要求不是特別高的場景，如洗滌用水等，具有運行壓力低、操作簡便、成本低廉等優點，但出水水質有限，分質供水能力弱。
• 納濾膜介於超濾和反滲透之間，適用於去除地表水中的有機物和色素、地下水中的硬度及鐳等，且部分去除溶解鹽，運行壓力適中，成本節約，但對單價離子的去除能力有限。
• 反滲透膜出水水質高，應用廣泛，分質供水能力強，但運行壓力大，成本較高。在實際應用中，應根據具體需求和水質情況選擇合適的膜技術。