2010 年全国给水排水技术信息网年会论文集

膜分离技术在给水处理中的应用

郑伟青

（中国核电工程有限公司河北分公司，石家庄

050021）

摘要膜分离技术是 21 世纪最有前途的水处理技术之一。以压力为驱动力的膜分离技术有反渗透

（RO）、纳滤（NF）、超滤（UF）和微滤（MF）。膜污染是膜技术用于净水处理的最大障碍，应尽可能减轻膜
的浓差极化，延缓膜污染，从而延长膜的使用周期和使用寿命，取得更佳的经济效益。

关键词膜分离技术 RO NF UF 与 MF 膜污染

1 概述

膜分离技术作为饮用水处理的一个独立工艺，

是水处理领域近

10年来最重要的技术突破。1987年，

在美国科罗拉多州的

Key stone colo建成世界上第一

座膜分离净水厂，水量为

105m

/d，使用的是外压式

中空纤维聚丙烯

MF膜，孔径0.2μm，处理地面水；

目前世界上最大规模的

MF膜分离净水厂是位于美

国加州

San Jose的Saratoga水厂，水量1.9万m

/d，使

用

0.2μm孔径的中空纤维膜，1994年2月投产

[1]

。

1988

年法国

Amoncourt市建成了使用醋酸纤维素中空纤

维

UF膜（截留分子量为100000 Dalton）的膜分离净

水厂，处理能力为

240m

[2]

；

1989年，荷兰应用UF

膜建立净水厂，用以去除浊度并消毒，处理能力为
1200m

/d。而日本更是从1992年起，组成“膜应用

新型净水系统委员会”，对

UF膜和MF膜处理饮用

水进行大规模的研究

[3]

。目前在日本，共有

113座膜

分离水厂，总水量为

78000m

/d。在我国的广东东莞，

已经建成了一座水量为

6000m

/d的膜分离水厂，采

用烧结聚乙烯（

PE）管式微滤组件和原水絮凝后直

接过滤工艺

[4]

。

2 膜分离技术简介

2.1 膜分离技术的定义

膜分离技术是以选择性透过膜为分离介质，当

在两侧施加某种推动力时，原料侧组分就会选择性
透过膜，从而达到分离和提纯的目的。

2.2 膜分离技术的优点

[5～9]

（

1）膜分离技术能耗低。因为膜分离过程不发

生相变化，其中以反渗透耗能最低，这对于克服国
家的能源危机有相当的意义。

（

2）膜分离技术对于热敏感物质分离效果好。

因为膜分离技术是在常温下进行的。

（

3）膜分离技术适用的范围广，且反应过程不

会改变物质的属性，也不需要有添加剂参加反应，
不会带来新的污染物和浪费其他的物质，可用于多
种类型的水处理过程。

（

4）膜分离技术所需设备简单，便于维修，而

且设备占地面积一般小于常规处理方法，处理效果
好，所以运营成本低。

（

5）膜分离技术处理的出水水质优良。膜分离

技术可以有效地去除水的臭味、色度、消毒副产物
前体及其他有机物和微生物。

（

6）膜分离技术处理的出水水质稳定。其出水

水质取决于膜选择性的大小，与原水水质及运行条
件基本无关。

2.3 膜分离技术的工艺流程

目前，水厂设计的膜分离处理工艺流程有以下

几种：

消毒出水

膜分离(UF或MF)

粉末活性炭

(3)

(2)

(1)

混凝

原水

出水

消毒

膜分离(UF或MF)

混凝

原水

出水

消毒

膜分离(UF或MF)

原水

流程（1）最简洁，充分体现了膜分离的特点，
为许多膜分离水厂采用。例如，日本目前所有的己
建成的膜分离水厂均采用此流程

[10]

。但这种流程膜

过滤阻力大，过滤周期短，且膜容易受到污染，去
除水中溶解性有机物的效果差。

流程（

2）在膜过滤前投加混凝剂，混凝可将水

中的悬浮颗粒和胶体变成松散的絮凝体，降低了膜
过滤阻力，还可去除一部分有机物。

流程（

3）通过投加混凝剂和粉末活性炭，不仅

可有效地降低过滤阻力还可去除有机物。

流程（

2）、（3）实际上是一种吸附和膜分离

处理相结合工艺，它结合了膜分离和粉末活性炭吸
附的优点。混凝剂和粉末活性炭吸附水中的有机物，
超滤膜或微滤膜将混凝形成的矾花和吸附了的粉末

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