水处理中膜的分类
各种膜的分类及特性
一）纯纯净水生产中膜分离技术及其特性电渗析和离子交换树脂已经在原料水的处理过程详细介绍了。
本节主要介绍纯净水生产过和程中膜也离（电渗析也是一种膜分离技术）的有关内容.用天然或人工合成的高分子膜,以外加压力或化学位差为推动力，对双组分或多组分溶液进行分离、分级、提纯和富集的方法,统称为膜分离法.纯净水生产过程中常使用的膜分为膜分离法。
纯净水生产过程中常使用的膜分为4类，即微滤膜(Microfiltration MF）、超滤膜（Ultrafilrtaiton，UF）、反渗透膜(Reverse osmosis,RO）和纳滤膜(Nanofiltraiton,NF）。
在膜分离发展史上，首先出现的是超滤和微滤，然后出反渗透和纳滤。
这4种膜在分离过程中的动务是外加压力，在压力作用下溶济和定量的溶质能够透过膜，而其余组分被截留,四者组成了一可分离子到微粒有膜分离过程。
MF能有效地去除菌，UF能去全部病毒和部分子高有机物,RO用于脱除盐份，近来开发的纳滤膜其分离径比UF更小，主要用于去除低分子有机物和盐类。
微滤(MF）的孔径为0。
1～10υm，主要去除微粒和细粒物质，所用的膜一般为对称膜,操作压力0。
01～0.2MPa.超滤（UF)的孔径为0.001～0.1μm，截留分子量大于500μ的大分子和胶全，操作压力0.1～0.001μm，主要脱去水中的盐分，对氯化钠去除率为95﹪以上，操作压力为1~10Mpa。
表1－6－8 反渗透、超滤、微滤3种膜的比较项目RO膜UF膜MF膜膜的孔径/μm ＜0.001（＜10A)膜材料醋酸纤维素膜、聚酰胺复合膜醋酸纤维素模、聚砜膜、聚酰胺膜、聚丙烯腈膜醋酸纤维素膜、复合膜、醋酸－硝酸纤维素混合膜、聚碳酸酯膜、聚酰胺膜膜组件常用形式卷式膜、中空纤维素膜卷式膜、中空纤维素膜板式、折叠筒式去除杂质能力无机盐√ √ ×有机物相对分子质量＞500 √ 去除能力极小×细菌√ √ √病毒、热源√ √ ×悬浊物粒径＞0。
饮用水膜处理技术
超滤处理效果 2
张捍民等进行超滤膜去除饮用水中污染物的试验研究,结果表明超滤膜能够有效地去除悬浮固体、胶体,试验中出水浊度始终保持在0.25NTU以下,并且出水中检不出细菌。
薛罡等的研究也证明了这一点,并且发现超滤膜除铁、锰的效率高,两者的去除率均达到85%以上。
超滤处理效果 3
吴舜泽等的研究表明超滤膜对水中高锰酸盐指数、UV254的去除效率分别在0~49%、20%~36%之间,出水高锰酸盐指数值比较高。
超滤工艺在水厂中的应用方式 3－ 替代过滤工艺
美国田纳西州的Duck River水厂水厂供水规模为5. 4×104m3/d，是北美老水厂改造非常成功的超滤水厂。采用超滤工艺的目的是控制水中的嗅味。
超滤工艺在水厂中的应用方式4－ 作为深度处理工艺
加拿大的Lakeview水厂 水厂供水规模为26.1×104m3/d，在臭氧—活性炭工艺之后采用超滤工艺,是目前最大的臭氧—活性炭耦合超滤的两级深度处理系统。
法国Mery Sur Qise水厂纳滤膜处理效果
Jarny水厂纳滤膜处理工艺(0.25万m3/d)流程图 ——处理富含无机盐的地下水
不同工艺处理微污染水效果比较
Jarny水厂纳滤膜处理工艺效果
第4部分 反渗透技术
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反渗透膜技术的特点Fra bibliotek02反渗透膜技术的应用
继嵊山之后,在辽宁省、浙江省、山东省都相继建成了几个大型反渗透海水淡化站。这标志着我国反渗透海水淡化已步入产业化。
微滤技术的应用 2
1995年法国利安水务公司控股的东莞新纪元微滤设备有限公司在广东省东莞市建成一座地表水源的微滤净化厂。该水厂一期工程设计产水量为6 000 m3/d，采用烧结(PE)管式微滤组件和原水絮凝后直接过滤工艺。 1996年该公司又设计建设顺德微滤水厂,原水取自珠江西江的李家沙水道,于1996年9月12日建成调试运行,1997年1月30日甲乙双方通过验收。
全面认识污水处理MBR处理工艺：结构、膜组件、应用及展望
全面认识污水处理MBR处理工艺：结构、膜组件、应用及展望所属行业: 水处理关键词：污水处理 MBR 膜生物反应器在污水处理，水资源再利用领域，MBR 又称膜生物反应器（MembraneBio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等；按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜)；按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。
1工艺组成膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。
通常提到的膜--生物反应器实际上是三类反应器的总称：①曝气膜--生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ;②萃取膜--生物反应器(ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR);③固液分离型膜--生物反应器(Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR)。
1曝气膜曝气膜--生物反应器(AMBR)最早见于Cote.P 等1988年报道，采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)，以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。
该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。
2萃取膜萃取膜--生物反应器，又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。
因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。
为了解决这些技术难题，英国学者Livingston研究开发了EMB。
反渗透ro膜的种类
反渗透ro膜的种类反渗透膜（RO膜）的种类包括不同类型的膜，每种类型适用于特定应用。
以下是反渗透膜的一些主要种类：1.薄膜复合（TFC）膜：TFC膜是最广泛使用的RO膜类型。
它由多层聚酯薄膜、聚醚薄膜和聚酰胺层构成，这些层次精确设计以提供卓越的截污性能和较长的使用寿命。
TFC膜通常用于家庭用和商业/工业用途，可以有效去除多种污染物，包括矿物盐、细菌、有机物质等。
2.聚酰胺（PA）膜：聚酰胺RO膜是TFC膜的一种子类，其聚酰胺层具有更高的盐截留性能，因此适用于处理咸水或海水的海水淡化系统。
这些膜通常在高压下操作，以应对高盐度水源。
3.亚醋酸纤维（CA）膜：CA膜适用于一些低压RO系统，通常在食品和饮料行业中使用。
它们能够处理某些特定化学物质和微生物，但在高盐度水源中的性能较差。
4.硫酸纤维（SPF）膜：SPF膜通常用于处理高温和高硫酸盐浓度的水，例如一些工业废水处理过程。
这些膜对于特定工业应用非常重要，但不适合常规家用RO系统。
5.高渗透膜：这些膜具有更高的截污率，能有效截污难以去除的物质，如重金属、有机物质等。
它们通常在需要极高截污性能的应用中使用。
6.低能耗膜：低能耗膜专门设计以降低RO系统的能耗，提高效率。
这些膜通常在需要降低运营成本的环境中使用，例如农村地区的自给自足系统。
7.高通量膜：高通量膜能够处理更多水，适用于需要大量水处理的工业应用，如饮用水生产、工业制程和废水处理。
8.特殊用途膜：根据特定应用需求，还有一些特殊用途的RO膜，如医疗设备用膜、去除特定污染物的膜等。
选择合适的RO膜类型取决于应用需求，因此在选择前需要仔细分析水源特性和所需的水质。
RO系统的设计和运营要求也会影响膜的选择，因此建议咨询专业水处理工程师以获取最佳的膜选择建议。
水处理膜过滤技术深度解析及优缺点比较
水处理膜过滤技术深度解析及优缺点比较如今，超过 23 亿人生活在水资源紧张的国家，如何尽可能有效地管理这一宝贵资源？这个问题显得尤为重要。
现如今，水过滤过程依赖于高性能而又节约成本的膜材料，高性能的水处理膜材料能够承受高压、高温环境和持续的化学暴露。
纳滤膜：能截留纳米级（0.001微米）的物质。
纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物的分子量约为200-800左右，截留溶解盐类的能力为20%-98%之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，纳滤一般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，在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。
纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
反渗透膜：是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。
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。
超滤膜：能截留1-20nm之间的大分子物质和蛋白质。
超滤膜允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，超滤膜的运行压力一般1-5bar。
超滤膜及纳滤和反渗透的区别超滤膜：超滤膜是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。
纳滤：纳滤，介于超滤与反渗透之间。
现在主要用作水厂或工业脱盐。
脱盐率达百分之90以上。
反渗透脱盐率达99%以上但若对水质要求不是特别高，利用纳滤可以节约很大的成本。
反渗透：反渗透，是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
用作太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备；化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
膜及其在水处理中的应用
ＪｔＪ 会 则 房 地 Ｉ ： 盘 一１ ’． ｌ ： ｈ Ｊ楼 ， ｌ率 分 埙 ， ｆ Ｊ 水 ， 衡 ｌ１ 政 府 ５市 ｆ 成 、 Ｊ 分 顷 供 水 领 导 小 乡 。 Ｈ 力：、 人 庆 、 上 海
重 新 成 为 可 以 饮 用 的 清 洁 水 。 ● 膜 的种 类
膜 分 离 技 术 发 展 十 分 迅 速 ，
溶 液 中 细 微 颗 粒 和 胶 体 颗 粒 物 质 ， 净 化 成 本 低 ， 分 离 效 率
高 。 超 滤 技 术 可 用 于 大 分 子 与 小 分 子 的 分 离 ， 对 于 液 体 净 化 和 生 物 、 食 品 的 浓 缩 加 工 等 具 有 广 泛 的 潜 力 。 反 渗 透 技 术 已 成 为 海 水 和 苦 咸 水 淡 化 、 纯 水
有 专 家 说 ， 二 － ｔ －一 世 纪 是
态 变 化 ； 耗 低 ； 备 结 构 紧 凑 ， 能 设 占据 空 间小 ； 合 方 便 ， 可满 足 组 既
池 容 积 负 荷 低 ， 占 地 面 积 大 ，
增 加 了 基 Ｎｔ 用 ，同 时 污 泥 产 生 费
２Ｏ ２． 建 设 科 技 Ｏ ９
微 滤 、 超 滤 、 反 渗 透 、 纳 滤 、
渗 析 、 电渗 析 、 气 体 分 离 、 渗 透 气 化 、 膜 反 应 器 、 膜 接 触 器 、 膜 生 物 反 应 器 、 控 制 释 放 等 。 无 机 膜 的 种 类 较 少 ， 主 要 有 陶 瓷 膜 、 碳 膜 、 金 属 膜 和 玻 璃 膜 等 ， 应 用 上 以 陶 瓷 膜 为 主 ， 工 业 上 应 用 的 主 要 有 氧 化 铝 、 氧 化 锆 和 氧 化 钛 等 。
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【 别 策 划 特
水处理技术之7种膜技术简介
水处理技术之7种膜技术膜分离技术被公认为是目前最有发展前途的高科技之一。
膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质，使分子水平上不同粒径分子的混合物/溶液借助某种推动力(如:压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。
近些年来，扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础，膜分离技术日趋成熟，而相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用已十分广泛从环境、化工、生物到食品各行业都采用了膜分离技术。
迄今为止，水处理的膜技术主要有以下几种:(1)反渗透(RO)膜技术。
反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程，推动力为压力差，即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力，使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。
反渗透技术的特点是无相变，能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑，操作简便，易维修和不污染环境等。
(2)纳滤(NF)膜技术。
纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。
纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及相对分子质量介于200-1000的有机物有较高脱除率。
纳滤膜具有荷电，对不同的荷电溶质有选择性截留作用，同时它又是多孔膜，在低压下透水性高。
(3)微滤(MF)膜技术。
微滤膜是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。
微滤膜是均匀的多孔薄膜，其技术特点是膜孔径均一、过滤精度高、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。
主要用于细菌、微粒的去除，广泛应用在食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净化，半导体工业超纯水支配过程中颗粒的去除，生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离。
(4)超滤(UF)膜技术。
超滤是以压差为驱动力，利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术。
其技术特点是:能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。
MBR处理工艺介绍
MBR处理工艺介绍MBR又称膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
膜的种类繁多，按分离机理进行分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等；按膜的性质分类，有天然膜（生物膜）和合成膜（有机膜和无机膜）；按膜的结构型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。
1、MBR的工艺组成膜-生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。
通常提到的膜-生物反应器实际上是三类反应器的总称：①曝气膜-生物反应器；②萃取膜-生物反应器；③固液分离型膜-生物反应器。
1.1、曝气膜曝气膜-生物反应器（AMBR）采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（Bubble point）情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。
该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。
1.2、萃取膜萃取膜-生物反应器，又称为EMBR（Extractive membrane bioreactor）。
因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染为了解决这些技术难题。
废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。
由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。
系统的运行条件如HRT和SRT可分别控制在最优的范围，维持最大的污染物降解速率。
1.3、固液分离膜固液分离型膜-生物反应器是种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。
MBR的分类及应用
MBR的分类及应用MBR 工艺用膜膜可以由很多种材料制备，可以是液相、固相甚至是气相的。
目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。
根据孔径不同可分为：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜；根据材料不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是微滤级别膜。
膜可以是均质或非均质的，可以是荷电的或电中性的。
广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜。
一、 MBR 膜材质1、高分子有机膜材料：聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有机膜成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛，但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。
2、无机膜：是固态膜的一种，是由无机材料，如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
目前在 MBR 中使用的无机膜多为陶瓷膜，优点是：它可以在 pH ＝ 0~14 、压力P<10MPa 、温度<350 ℃ 的环境中使用，其通量高、能耗相对较低，在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力；缺点是：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。
二、 MBR 膜孔径MBR 工艺中用膜一般为微滤膜（ MF ）和超滤膜（ UF ），大都采用 0.1 ～ 0.4 μ m 膜孔径，这对于固液分离型的膜反应器来说已经足够。
微滤膜常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。
超滤常用聚合物材料有：聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚丙烯腈（ PAN ）、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等。
三、 MBR 膜组件为了便于工业化生产和安装，提高膜的工作效率，在单位体积内实现最大的膜面积，通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定的驱动力下，完成混合液中各组分的分离，这类装置称为膜组件（ Module ）。
工业上常用的膜组件形式有五种：板框式（ Plate and Frame Module ）、螺旋卷式 (Spiral Wound Module) 、圆管式 (Tubular Module) 、中空纤维式 (Hollow Fiber Module) 和毛细管式 (Capillary Module) 。
膜的分类
6.按孔径大小分类：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜
6.1纳滤膜
纳滤（NF）是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
无机分离膜可以分为致密膜和多孔膜两类按iupac制定的标准多孔无机膜按孔径范围可分为三大类目前已经工业化的无机膜均为粗孔膜和过滤膜孔径50nm孔径250nm过滤膜孔径2nm微孔膜陶瓷膜净水器金属膜电阻高分子有机膜纤维素衍生物类聚酰膜多孔膜致密的金属膜致密的固体电解质膜致密的液体充实固体化动态原位形成的致密膜pd膜及pd合金膜ag膜及ag合金膜氧化锆膜复合固体氧化膜多孔负载膜多孔金属膜多孔不锈钢膜多孔ni膜多孔ag膜多孔pd膜多孔ti膜多孔陶瓷膜包括al多孔玻璃膜分子筛膜包括碳分子筛具体分类目前实用的有机高分子膜材料有
（二）膜的特性
◆不管膜多薄,它一定有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触
◆膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。
（三）膜的分类方法
膜种类和功能繁多，分类方法有多种，大致可按膜的材料、结构、形状、分离机理、分离过程、孔径大小进行分类。
3．1按材料分类无机膜和有机膜
（2）非对膜
当前使用最多的膜具有精密的非对称结构。这种膜具有物质分离最基本的两种性质，即高传质速率和良好的机械强度。它有很薄的表层(0.1～1μm)和多孔支撑层(100～200μm)，
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水处理中膜的分类
水处理中所用的膜一般的含义是：分离两相和物质，作为选择性物质的屏障。它能使相
和的两种或者几种物质通过影响流体中各组分的透过速度分离开来。
1、按结构分
按膜的结构分，可以分为固膜和液膜。固膜是指以固态物质为分离介质制成的膜，液膜
也就是液态物质为分离介质形成的膜。固膜又分为对称膜和不对称膜，他们的区别就在于膜
的各部分是否具有相同的特性。液膜有两种存在形式，一种是存在于固体多孔支撑层中的液
膜，另外一种是以乳液形式存在的液膜。
2、按化学组成分
不同的超滤膜材料具有不同的化学稳定性、热稳定性、机械性能和亲和性能，按化学组
成分类主要可以分为：有机膜、无机膜、纤维素类、金属膜。有机膜是指以有机高分子材料
制成的具有分离功能的渗透膜，而无机膜就是用无机材料作为分离介质的渗透膜。纤维素类
应用比较早，应用也比较广泛。金属膜则是以金属为材料制成的有分离功能的渗透膜。
3、按机理分
根据分离机理，膜大致分为多孔膜、无孔膜和载体膜。
膜种类 膜功能 分离驱动力 透过物质 被截流物质
微滤 多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子 压力差 水、溶剂和溶解物 悬浮物、细菌类、微粒子、大分子有
机物
超滤 脱除溶液中的胶体、各类大分子 压力差 溶剂、离子和小分子 蛋白质、各类酶、细菌、病毒、胶体、
微粒子
反渗透和纳滤 脱除溶液中的盐类及低分子物质 压力差 水和溶剂 无机盐、糖类、氨
基酸、有机物等
透析 脱除溶液中的盐类及低分子物质 浓度差
离子、低分子物、酸、碱 无机盐、糖类、氨
基酸、有机物等
电渗析 脱除溶液中的离子 电位差 离子 无机、有机离子
渗透气化 溶液中的低分子及溶剂间的分离 压力差、浓度差 蒸汽 液体、无机盐、乙
醇溶液
气体分离 气体、气体与蒸汽
分离
浓度差 易透过气体 不易透过液体