超濾是介于微濾和納濾之間的一種膜過(guò)程,平均孔徑在3-100nm之間,。超濾膜技術(shù)是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化,、分離、濃縮的膜分離技術(shù),。其截留機(jī)理主要是篩分作用,但有時(shí)膜孔徑既比溶劑分子大,,又比溶質(zhì)分子大,,故膜表面的化學(xué)特性(膜的靜電作用)也起著截留作用。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力,,以超濾膜為過(guò)濾介質(zhì),,在一定的壓力下,當(dāng)水流過(guò)膜表面時(shí),,只允許水及低分子量溶質(zhì)通過(guò),,從而達(dá)到溶液的凈化,、分離、與濃縮的目的,。Whatman公司是全球性的享有盛譽(yù)的過(guò)濾產(chǎn)品和技術(shù)提供商,,擁有強(qiáng)大的專業(yè)技術(shù)支持部門(mén)和被廣泛認(rèn)知的品牌。Whatman過(guò)濾和膜類產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室,、研究所,、生命科學(xué)及醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域。超濾膜技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛,,本文只介紹超濾在水處理中的應(yīng)用及前景,。
1.飲用水處理
20世紀(jì)末,由于水環(huán)境污染加劇,,以及水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展,,出現(xiàn)了許多新的水質(zhì)問(wèn)題,如賈第蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)(兩蟲(chóng))問(wèn)題,、水蚤及紅蟲(chóng)問(wèn)題,、藻類污染加劇及臭味和藻毒素問(wèn)題、水的生物穩(wěn)定性問(wèn)題等,。為此,,世界各國(guó)都對(duì)飲用水制訂了更多的指標(biāo)項(xiàng)目(100多項(xiàng))和更嚴(yán)格的水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。但用常規(guī)處理(第一代飲用水技術(shù))加臭氧—活性炭深度處理(第二代飲用水技術(shù))已不能滿足要求了,,故超濾膜技術(shù)被引用,,被稱之為第三代飲用水技術(shù)。
超濾一般能去除水中包括水蚤,、藻類,、原生動(dòng)物、細(xì)菌甚至病毒在內(nèi)的微生物,,與第二代處理工藝結(jié)合能充分發(fā)揮各工藝的優(yōu)點(diǎn),,對(duì)水中的致病微生物、濁度,、天然有機(jī)物,、微量有機(jī)污染物、氨氮等都有較好的處理效果,,從而滿足人們對(duì)水質(zhì)越來(lái)越高要求,。
2.廢水處理
據(jù)超濾膜各項(xiàng)特點(diǎn),無(wú)論在生活污水還是在工業(yè)廢水中都得到廣泛應(yīng)用,。生活污水經(jīng)過(guò)超濾使處理水質(zhì)變好從而進(jìn)行回用,,而工業(yè)廢水中由于一般技術(shù)不能達(dá)標(biāo),采用超濾技術(shù)能充分處理廢水,。
2.1生活污水處理
城市污水處理廠廢水,,可采超濾膜技術(shù)進(jìn)行處理,,處理后的質(zhì)較好,可用于中水回用,,且反應(yīng)器占地面積小,,設(shè)備投資低??煞簯?yīng)用于小區(qū)中水回用,。
2.2含油廢水的處理
含油廢水存在的狀態(tài)分三種:浮油、分散油,、乳化油,。前兩種較容易處理,可采用機(jī)械分離,、凝聚沉淀,、活性炭吸附等處理使又分降到很低。但乳化油含有表面活性劑和起同樣作用的有機(jī)物,,油分以微米級(jí)大小的離子存在于水中,,重力分離和粗粒化法都比較困難,。超濾膜能達(dá)到目的,,它使水和低分子有機(jī)物透過(guò)膜,從而實(shí)現(xiàn)油水分離,。例如油田含油廢水中通常油量為100~1 000 mg/ L ,超過(guò)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)( < 10mg/ L) ,故排放前必須進(jìn)行除油處理應(yīng)用中空纖維超濾技術(shù),在操作壓力為0. 1 MPa ,污水溫度40 ℃時(shí),膜的透水速度可達(dá)60~120 L/(m2·h) ,可將原油200~1 000 mg/L的廢水處理后達(dá)到環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn),。
2.3 食品工業(yè)廢水處理
食品工業(yè)中牛奶、飲料,、粉,、酵母、豆腐,、肉類等加工過(guò)中形成的廢水,,含有大量的蛋質(zhì)、淀粉,、酵母,、乳糖及脂肪等都有一定的回收價(jià)值,而這類廢中的BOD和COD又較高,,會(huì)對(duì)環(huán)境成污染,。用一般生化法較難處理 且無(wú)法回收其中有用的物質(zhì),用濾法可以實(shí)現(xiàn)回收利用又達(dá)到凈廢水的目的,。如采用中空纖維和管式超濾裝置處理蟹加工廢水時(shí),,入口壓力采用0.18MP,,出口壓力采用0.12MP,,濃縮倍數(shù)可達(dá)十倍,,20L廢水濃縮液經(jīng)離心干燥可獲得180g的干燥固體、含40%的蛋白質(zhì)和23%-45%的脂肪,。
2.4電鍍廢水
電鍍廢水的用水量高,,其中的氰化物、六價(jià)鉻,、鎳,、銅、鋅,、鎘等重金屬離子具有很強(qiáng)的毒性,,對(duì)人、動(dòng)物和農(nóng)作物等都會(huì)造成嚴(yán)重的危害,。電鍍廢水的特點(diǎn)是可生化性小,,且里面的金屬離子難以被微生物吸收。目前國(guó)內(nèi)外治理電鍍廢水使用技術(shù)中,,利用鐵氧化法處理電鍍廢水,,雖然原料方便和價(jià)廉,但是出水色感差,、污泥量大,。利用電解法處理電鍍廢水,處理效果雖然較好,,但是投資較大,、耗電較多,處理成本持高不下,。采用超濾膜和反滲透膜連用可以使鍍鎳廢水中的電導(dǎo)率,、鎳、硝酸鹽和總有機(jī)碳的去除率分別為97%,,99.8%,,95%和87%,通過(guò)超濾膜作為預(yù)處理,,反滲透膜的污染明顯減少,,并且反滲透膜的通量能提高30~50%。
2.5造紙廢水的處理
造紙廢水處理堿回收中應(yīng)用最多的是燃燒法堿回收,,此種方法不僅不經(jīng)濟(jì),,還沒(méi)有對(duì)有用的物質(zhì)進(jìn)行回收。超濾應(yīng)用于造紙廢水中,,主要是對(duì)某些成分進(jìn)行濃縮并回收,,而透過(guò)的水又重新返回工藝中使用,主要回收的物質(zhì)是磺化木質(zhì)素,,它可以再返回紙漿中被在利用,,這樣就能創(chuàng)造較大的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益,。
3.海水淡化
中東地區(qū)是水資源缺乏最嚴(yán)重的地方,從十九世紀(jì)60年代膜技術(shù)被用于解決這些國(guó)家的缺水問(wèn)題,,但許多反滲透海水淡化系統(tǒng)面臨著膜污染嚴(yán)重的問(wèn)題,,主要因?yàn)榉礉B透系統(tǒng)的傳統(tǒng)的預(yù)處理方法無(wú)法提供可靠的入水水質(zhì)。因此絕大多數(shù)淡化工廠,,在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其設(shè)計(jì)出水量的情況下工作,,甚至有些工廠的出水量達(dá)不到最初設(shè)計(jì)的30%。
小型淡化裝置的研究非常清楚的表明,,超濾系統(tǒng)可以有效的控制海水水質(zhì),,為反滲透系統(tǒng)提供高質(zhì)量的入水。長(zhǎng)期試驗(yàn)也表明,,超濾系統(tǒng)的出水SDI值可以非常好的控制在2以下,。這些測(cè)試在超濾系統(tǒng)前不必作任何預(yù)處理,并且適用各種海水水質(zhì),。
在國(guó)際中,,超濾膜技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用。近10 年來(lái),,我國(guó)的超濾膜技術(shù)有了很大的進(jìn)展,,但與國(guó)際技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的差距仍然很大。問(wèn)題主要表現(xiàn)在:生產(chǎn)現(xiàn)代化,、產(chǎn)業(yè)化程度低,,原料不規(guī)范,工藝參數(shù)未嚴(yán)格控制,,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定;膜的品種少,,應(yīng)用范圍小。所以只要我們要加強(qiáng)研發(fā)能力,,努力推動(dòng)膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,依靠科技進(jìn)步,提高產(chǎn)品質(zhì)量,,降低成本,,增加品種,擴(kuò)大應(yīng)用面提高膜技術(shù)應(yīng)用的工藝設(shè)計(jì),、系統(tǒng)成套能力,,膜制備和膜組件水平,擴(kuò)大膜品種及相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品,,就能使我國(guó)超濾膜得到廣泛的發(fā)展,,在水處理領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。
Whatman公司是全球性的享有盛譽(yù)的過(guò)濾產(chǎn)品和技術(shù)提供商,擁有強(qiáng)大的專業(yè)技術(shù)支持部門(mén)和被廣泛認(rèn)知的品牌,。Whatman過(guò)濾和膜類產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室,、研究所、生命科學(xué)及醫(yī)療技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域,。通用電氣醫(yī)療集團(tuán)生命科學(xué)部的業(yè)務(wù)主要集中于全球細(xì)胞和蛋白質(zhì)組科學(xué)學(xué)的技術(shù)研究、生物醫(yī)藥制品,,如疫苗,、細(xì)胞治療產(chǎn)品和抗體的生產(chǎn)等。兩公司強(qiáng)大的戰(zhàn)略互補(bǔ),,將會(huì)為客戶帶來(lái)更實(shí)質(zhì)的幫助,,并發(fā)揮顯著協(xié)同作用提供更多互補(bǔ)性的產(chǎn)品和服務(wù)。繼2005年成功收購(gòu)德國(guó)S&S公司后于2006年又與新華集團(tuán)成功合作,,成立了中外合作公司—杭州沃華濾紙有限公司,,堪稱濾紙行業(yè)的“巨無(wú)霸”。生產(chǎn)各種實(shí)驗(yàn)室分離產(chǎn)品,,其中包括:各類新華濾紙,、Whatman定性定量濾紙、濾膜濾器等過(guò)濾裝置,、HPLC色譜柱,、離子交換層析填料、微生物檢測(cè)產(chǎn)品,、血樣采集FTA卡和903卡,、微孔過(guò)濾板、微生物培養(yǎng)板,、蛋白芯片,、Blotting膜(S&S)等。