超滤纳滤反渗透多功能实验

① 超滤、纳滤、反渗透等膜技术怎样应用于煤化工废水处理

1、物化预处理预处理常用的方法：隔油、气浮等。因过多的油类会影响后续生化处理的效果专，气浮法属煤化工废水预处理的作用是除去其中的油类并回收再利用，此外还起到预曝气的作用。

2、生化处理对于预处理后的煤化工废水，国内外一般采用缺氧、厌氧、好氧的生物法处理，但由于煤化工废水中的多环和杂环类化合物，单独采用好氧或厌氧技术处理煤化工废水并不能够达到令人满意的效果，厌氧和好氧的联合生物处理法逐渐受到研究者的重视。1)改进的缺氧生物法在活性污泥曝气池中投加活性炭粉末，利用活性炭粉末对有机物和溶解氧的吸附作用，固化富集废水中难降解的有机物，为微生物的生长提供食物，从而加速对有机物的氧化分解能力。

② 反渗透膜、超滤膜、纳滤膜

一、过滤精度

• 反渗透膜：过滤精度最高，能够过滤水中的离子级物质，如钠、钾、钙、镁等金属离子，以及溶解在水中的无机盐，如氯化物、硫酸盐等。因此，反渗透膜处理后的水几乎是纯净水，水质纯净度非常高。

• 超滤膜：过滤精度略低，能够过滤水中的悬浮物、细菌、部分有机物和重金属离子，如铜、铁、镉等。超滤膜过滤后的水可以满足一般生活用水的需求，但无法达到纯净水的标准。

• 纳滤膜：过滤精度介于反渗透膜和超滤膜之间，它能够使一价盐离子，如钠、钾、铵等透过，但是对于二价盐离子，如钙、镁等物质具有一定的截留效果。因此，纳滤膜过滤后的水可以达到一定的纯净度，但无法达到反渗透膜处理后的水质纯净度。

二、工作原理

• 反渗透：是最精密的膜法液体分离技术，在进水（浓溶液）侧施加操作压力以克服自然渗透压，当高于自然渗透压的操作压力加于浓溶液侧时，水分子自然渗透的流动方向就会逆转，进水（浓溶液）中的水分子部分通过反渗透膜成为稀溶液侧的净化产水。因为其过滤精度太小，需要附加压力才能正常运行，因此它的压力比其他膜元件要高一些，通常在12-70bar之间。

  

三、应用场景

• 反渗透膜：主要用于商业和工业用水处理，如电子、电力、医药、化工等行业。这些行业对于水质的要求非常高，需要将水中的离子级物质全部去除，以确保生产过程中的稳定性和产品品质。

• 超滤膜：主要用于生活用水处理，如家庭、公共场所和工业用水。这些场景对于水质的要求并不像商业和工业用水那么高，只需要去除水中的悬浮物、细菌和部分有机物即可。此外，超滤膜还可以用于污水回收和再利用。

• 纳滤膜：主要用于饮用水处理和部分工业用水处理。在饮用水处理方面，纳滤膜可以去除水中的二价盐离子，同时保留水中的对人体有益的矿物质和微量元素。在工业用水处理方面，纳滤膜可以用于电镀、钢铁等行业的废水处理。

四、特点

• 反渗透膜：优点是过滤精度高、出水水质好、可以去除水中的离子级物质；缺点是产水量较低，需要较高的工作压力，并且需要定期更换滤芯，成本较高。

• 超滤膜：优点是过滤精度较高、可以去除水中的悬浮物和部分有机物，对水质的适应性较强，产水量较大；缺点是无法去除水中的离子级物质。

• 纳滤膜：优点是过滤精度适中、可以去除水中的二价盐离子，同时保留水中的有益矿物质和微量元素，产水量较大；缺点是无法去除水中的一价盐离子和小分子有机物。

综上所述，反渗透膜、超滤膜和纳滤膜在过滤精度、工作原理、应用场景和特点上各有差异，用户可根据实际需求选择合适的膜技术。

③ 水处理膜技术（超滤、纳滤、反渗透）深度解析其优缺点

超滤膜

优点：

• 运行压力低：超滤膜的运行压力一般1-5bar，相对较低，能耗较小。
• 操作简便：超滤膜技术操作简便，无需增加额外的化学试剂，且实验条件温和，不会引起温度、pH的变化，从而防止生物大分子的变性、失活和自溶。
• 成本低廉：超滤膜结构简单，价格便宜，且故障率及漏水概率相对较低，维护成本较低。
• 适用范围广：超滤膜能有效截留1-20nm之间的大分子物质和蛋白质，同时允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，适用于多种水处理场景。

缺点：

• 出水水质有限：超滤膜无法有效去除水质中的重金属、农药、三氯甲烷等化学污染物，出水水质相对有限。
• 分质供水能力弱：超滤膜一般用于洗涤用水，当自来水水质较为优质时也可用作饮用水，但分质供水能力较弱。

纳滤膜

优点：

• 截留效果好：纳滤膜能截留纳米级（0.001微米）的物质，截留有机物的分子量约为200-800，截留溶解盐类的能力为20%-98%，适用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐。
• 运行压力适中：纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar，介于超滤和反渗透之间，能耗相对较低。
• 成本节约：若对水质要求不是特别高，利用纳滤可以节约很大的成本，同时达到较好的水处理效果。

缺点：

• 去除单价离子能力有限：纳滤膜对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，对于某些特定离子的去除效果可能不如反渗透膜。

反渗透膜

优点：

• 出水水质高：反渗透膜能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，出水水质高，能有效去除水质中的重金属、农药、三氯甲烷等化学污染物。
• 应用广泛：反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程，适用范围广。
• 分质供水能力强：反渗透水处理设备是分质供水，纯水供应饮用，浓水用来洗涤，实现了水资源的最大化利用。

缺点：

• 运行压力大：反渗透膜的运行压力相对较高，需要消耗更多的能量。
• 成本较高：反渗透膜技术相对复杂，设备投资和维护成本较高。

总结：

• 超滤膜适用于对水质要求不是特别高的场景，如洗涤用水等，具有运行压力低、操作简便、成本低廉等优点，但出水水质有限，分质供水能力弱。
• 纳滤膜介于超滤和反渗透之间，适用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭等，且部分去除溶解盐，运行压力适中，成本节约，但对单价离子的去除能力有限。
• 反渗透膜出水水质高，应用广泛，分质供水能力强，但运行压力大，成本较高。在实际应用中，应根据具体需求和水质情况选择合适的膜技术。