2010 年全国给水排水技术信息网年会论文集

表 1 CRISTAL PRUCESS工艺在世界各地的应用

地点

建成时间

规模（

/d）

水源

PAC 投量（

mg/L）

主要污染物

Chate Gerard，法国

1993 660

地下水

6～8

色度

Cheimisey，法国

1994 200

地下水

10 TOC

Apie，法国

1996 28000

水库水

8 TOC

Saint Quentin，法国

1997 250

地下水

农药

Vigneux，法国

1997 55000

地下水

8 TOC

Kopper，斯洛文尼亚

1997 35000

水库水

农药

Lausanne，瑞士

1999 65000 湖水

5～10

活性炭从水中分离。粉末活性炭和超滤膜结合的工
艺也被称为“

CRISTAL PRUCESS”。

下表为这种工艺在世界各地应用的情况

[11]

。

3 膜分离技术的特点

[12]

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）。

膜分离性能可根据膜的孔径或截留分子量

（

Molecular Weight Compounds，MWCs）大小进行

评价。具有较小孔径或

MWCs的膜可去除水中较小

分子量的污染物。截留分子量是反映膜孔径大小的
替代参数，单位是道尔顿

Dalton

（

1Dalton=1.65×10-21g）。因为分子的形状和极性

会影响膜的截留，所以，

MWCs仅仅是一种衡量膜

截留杂质能力的大致标准。

3.1 反渗透（RO）

RO的MWCs为100～200 Daltons，其截留性能最

好，能去除水中绝大部分的离子（包括对人体有益
的），透过的几乎是溶剂，即纯水。但

RO运行压力

高，一般为

1.5MPa（1～10MPa），能耗大。长期饮

用这种水，会影响人体健康，因此，不适宜作为水
厂处理工艺。

3.2 纳滤（NF）

NF具有松散的表面层结构。由于膜内氨基和羧

基两种正负基团，对低浓度的盐类有很高的去除效
果，可在较低的压力（

0.5~1MPa）下实现较高的水

通量。

NF的MWCs为200~1000 Daltons，在RO和UF

之间，总盐类去除率在

50%～70%左右，对二价离子

如钙镁的去除率特别高，在净水处理中适用于硬度
和有机物高且浊度低的原水。

NF进水要求几乎不含

浊度，一般要求进水的

SDI≤3 ，故仅适用于地下

水处理。如用于地面水处理，必须要有混凝、沉淀、

砂滤甚至

UF和MF作为预处理。如位于法国巴黎郊

外的

Mery Sur Qise水厂，产水量14万m

/d，为世界

最大处理水量的

NF膜分离净水厂，其工艺流程是沉

淀、臭氧、双层滤池、微孔过滤和纳滤

[13]

。

3.3 超滤（UF）和微滤（M F）

UF和MF运行压力都较低，仅为70～200kPa。

UF和MF之间主要区别在于孔径大小不同，UF孔径
范围在

0.001~0.lμm，MF孔径大于0.1~10μm。MF和

UF可截留水中绝大部分悬浮物、胶体和细菌，其作
用相当于以除浊为目的的传统处理工艺。

UF和MF不仅适合于处理地下水，而且也适合

于处理地面水。据调查

[14]

，尽管

40%的膜分离净水

厂所处理的原水浊度大于

10NTU，但几乎所有的膜

分离水厂的出水浊度均小于

0.1NTU，所有的出水中

的大肠菌为零。

常用的

UF膜与MF膜制膜材料是聚丙烯（PP），

醋酸纤维素、聚酞胺和聚砜，也可用聚偏氟乙烯
（

PVDF），聚醚砜（PES），聚四氟乙烯（PTFE）

等。

其中聚砜是

60年代后期出现的一种新型工程塑

料，由双酚

a和4,4'-二氯二苯砜缩合制得，具有优良

的化学稳定性、热稳定性和机械性能。

聚偏氟乙烯也以良好的溶剂相溶性，聚醚砜以

狭窄的孔径分布谱图而出众，得到广泛应用。

制膜材料除了以上的有机聚合物材料外，无机

UF膜和无机MF膜也己投入工业化生产。主要有陶
瓷材料（氧化铝和氧化锆），还可用玻璃、铝、不
锈钢和增强的碳纤维作为膜材料，所有这些材料都
具有比有机聚合物更好的化学稳定性、耐酸碱、耐
高温、抗微生物能力强及机械强度大等优点。无机
膜产业化处于世界前列的是日本和美国，日本近年
来大力开发具有超滤性能的多孔陶瓷膜，在某些方

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