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水处理技术
第３７卷第６期
２低压膜技术除砷
作为低压膜的ＭＦ膜，其孔径一般在微米级，对
分子质量大于５００
００
ｇ・ｍｏｌ。‘或粒径大于０．０５斗ｍ的
物质可有效截留，因此对尺寸较小的溶解态和胶体态
的砷，ＭＦ是不能去除的，但可以截留在总砷中占较
小比例的颗粒态的砷，这也决定了其去除的效率不
高。为提高效率可以使ＭＦ与混凝或絮凝联用［５１，例如
与ＦｅＣｌ，、Ｆｅ（ＯＨ），的联用，ｐＨ在４～１０之间ｊ同时考
虑预氧化使三价砷转换成五价砷，可使砷的去除率
明显提高，有试验结果表明，当原水含４０¨ｇ・Ｌ。的
砷时出水砷只有２
ｐｏｇ・Ｌ～［４１。
同样作为低压驱动的ＵＦ膜主要物理筛分作用
去除成分，与ＭＦ一样因其较大的孔径，在除砷上也
不能单独使用。但一些研究发现，带有电荷的ＵＦ在
排斥作用下可以达到较高的除砷效率。在水中性条
件下，五价砷盐表现为阴离子而三价砷盐表现为中性
分子，因此Ａｓ（Ｖ）可通过膜表面的电荷排斥作用（如
Ｄｏｎｎａｎ效应）得到部分去除，而Ａｓ（ＩＩＩ）去除效果不
明显。研究发现电荷类型影响截留效率，用带有负电
荷的ＧＭ２５４０Ｆ型ＵＦ膜在中性条件下对五件砷的去
除率达到６３％，但在酸性条件下去除率很低【６Ｊ。Ｗｅｎｇ
等同发现，单独ＵＦ膜对砷的分离效果不是很明显，
典型的五价和三价砷的截流率为４０％和５％。
因此，Ｍ＿Ｆ／ＵＦ应用于饮用水除砷，需要与其他
预处理工艺联用，同时改进膜表面性质可有效提高
除砷性能。
３高压膜技术除砷
３．１
ＲＯ膜除砷技术
ＲＯ膜操作压力较高，一般为１．５～１０．５ ＭＰａ，截留
组分为（１～１０）ｘ１０。ｏｍ的小分子溶质。
美国环保署（ＵＳＥＰＡ）的资料证实，ＲＯ法在对
生活饮用水进行除砷的实验中取得了良好的效果，
是一种有效的除砷方法。有报道证实ＲＯ法对五价砷
Ａｓ（Ｖ）的去除率达９６％～９９％，而对三价砷Ａｓ（Ⅲ）的
去除率也达４６％～８４％，如对所处理的水先进行预
氧化，而且控制合适的ｐＨ，除砷效果会更好［８１。
ＲＯ处理Ｓａｎ Ｙｓｉｄｒｏ水源水［９１于１９９５年８月投
资启动，全村共有７３处购买并安装小型反渗透设
备，包括住户、餐馆、加油站和各种市政楼。经过调
查，水源水经处理后，全村各用户出水的砷质量浓度
降至０．０５ ｍｇ・Ｌ。的限值以下，其它污染物的浓度也
被有效降低，包括铁（去除率８５％）和总溶解性固
体（去除率９５％）。我国对反渗透除砷也有研究和
应用，例如㈣朔黄铁路滨海站利用ＲＯ技术对铁路
饮用水进行除砷处理，设备投资８万元，每天产水约
４００
Ｌ，每３～４年需换１次膜’，１支膜约需３ ０００元，
水的生产成本达到９元・ｔ一，处理水质完全满足饮用
水卫生标准。
因此，ＲＯ在饮用水除砷具有很高的去除性能，
但较高的运行费用（高能耗），在一定程度上可能会
限制ＲＯ技术的应用。
３．２
ＮＦ膜除砷技术
纳滤膜是２０世纪９０年代问世的新型分离膜，
早期被称为“疏松”反渗透膜或“低压”反渗透膜，
是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动膜分离技
术，实际操作压力可小于１．０ ＭＰａ。在ＮＦ膜应用过
程中具有两个显著特征：其一是截留分子质量介于
反渗透膜和超滤膜之间，约为２００
１ ０００ Ｄａｌｔｏｎｓ；
其二是纳滤膜的表面分离层由聚电解质所构成，对
无机盐有一定的截留率，对有机物去除率也在９０％
以上。而且其操作压力较反渗透膜低，能耗少，运行
费用低。与反渗透膜的另一不同之处是，反渗透膜对
几乎所有的溶质都有极高的去除率，但纳滤膜分离
技术在有效去除水中有害物质的同时，还能保持水
中对人体健康有益的微量元素和矿物质，是一种很
有发展潜力的新型水处理工艺０Ｈ４］。按膜所电荷性
质，纳滤膜可分为荷正电型纳滤膜和荷负电型纳滤
膜两种。
近些年纳滤膜除砷是研究的热点，其内容多涉
及到不同类型纳滤膜及其除砷的影响因素等方面。
Ｅ
Ｍ
Ｖｒｉｊｅｎｈｏｅｋ等【，５］采用脱盐率为４５％的纳滤
膜去除水中三价和五价砷的实验结果表明，纳滤膜
对五价砷的截留率与水溶液的ｐＨ和砷浓度有关。
Ｘｉａｏｗｅｉ
Ｗａｎｇ等研究发现【峋，原水砷含量小于２００
¨ｇ・Ｌ。下，ＮＦ膜对五价砷的截留率可达到９０％以
上，同时Ｃｌ－，Ｎａ＋、Ｓ０４ｚ－、Ｃａｚ＋等共存离子和原水ｐＨ
对除砷的去除有较大的影响。当ｐＨ保持在８．１左右
时ＮＦ膜对五价砷具有６０％～９０％的截留率，然而
对三价砷却只有５％～２８％的截留率，且任何操作条
件下对三价砷的截留效果都不明显旧。Ｎｇｕｙｅｎ钮・８】
研究发现，当原水ｐＨ为７和五价砷的质量浓度在
２０～１００斗ｇ・Ｌ－一时，纳滤膜对Ａｓ（Ｖ）的截留率约为
８９％～９６％，而对Ａｓ（ＩＩＩ）的截留率仅为４４％～４１％。
因此，王晓伟等㈣对原水进行预氧化，使原水中
的Ａｓ（Ⅲ）转化为Ａｓ（Ｖ），同时调节ｐＨ至中性或偏
万方数据