??反滲透在水處理中的應用國內反滲透膜及其應用我國從60年代中期開始研制反滲透膜,與國外起步時間相距不遠,但由于原材料及基礎工業條件限制,生產的膜元件性能偏低,生產成本高,還沒有形成規模化生產。相比而言,我國的超濾、微濾膜研制雖晚于反滲透,始于70年代,但目前已發展到數百個生產廠。
??雖然有品種少、質量、性能不夠完善等問題,但因價格低廉,不僅有效地阻擋了國外同類產品的大量流入,而且也擴大了應用范圍。國內反滲透應用始于70年代后期,最早多限于電子、半導體純水,80年代以后逐漸擴大到電力及其它工業,90年代起在飲用水處理方面獲得普及,現在反滲透已進入到家庭飲用純水。
??最近三年是反滲透應用大發展階段。根據保守的估計,各種反滲透膜元件1997年國內銷售額在1~1。5億人民幣左右。隨著國內幾條引進行生產線的陸續開工生產,預計今后國產反滲透膜的市場份額會有上升。縱觀國內反滲透應用市場,有以下幾個特點:1大型反滲透裝置集中于鍋爐補給水用途據不完全統計,我國已建成和在建的100噸/小時以上的反滲透裝置已超過50套,但除少數電子等行業以外,大多數都集中于鍋爐補給水用途。
??最早是火力發電廠,后來擴展到煉油、石化、化肥、化工等行業。其中最大規模為600噸/小時,估計本世紀內會出現超過1000噸/小時的超大型反滲透裝置。國內在此領域已積累了豐富的設計、施工和運行經驗,現國內承建過100噸/小時以上規模反滲透裝置的水處理工程公司已超過10家。
??2飲用水處理應用限于中、小規模在國外,1000~10000噸/小時規模的超大型反滲透或納濾裝置多用于城市供水系統,而國內在飲用水用途的反滲透裝置還都是數十噸/小時以下的中、小規模。隨著經濟發展和膜技術的普及,這一領域的應用前景很大。3油田用水及廢水處理應用還有待開發由于這一領域的應用技術難度較高和經濟成本原因,目前國內還處于研究、開發階段,伴隨石油工業發展和水再利用、環境保護呼聲日益高漲,膜技術大量進入這一領域已為時不會太遠,對膜廠家和工程公司也是一個絕佳的商業機會。
??4納濾膜應用剛剛開始納濾膜在飲用水凈化處理、污廢水排放處理、各種水溶液的濃縮與精制領域的優越性雖然已逐漸為人們所認識,但由于膜成本較高和應用經驗不足,國內在此領域還剛剛起步,預計今后會有很大發展。國外反滲透及其應用美國是反滲透膜技術的發明國和最大生產國,但日本作為后起之秀,現在的研制、開發能力已開始趕上和超過美國,例如1996年日東電工推出的ES20系列超低壓膜代表了今天反滲透膜的最高水準,它已實現0。
??75Mpa壓力下脫鹽率99。7%,產水量0。8噸/平方米·日。該公司1997年生產出的耐污染型低壓反滲透膜LF10系列顯示了反滲透膜開發的新方向。該膜在傳統的芳香族聚酰胺膜表面復合上一層聚乙烯醇,既消除了膜表面的負電性又提高了膜的親水性和耐氯性,從而大大提高了反滲透膜的抗污染性能。
??目前國外反滲透膜的主要生產廠商均為美國和日本公司,其中美杜邦(Dupont)公司和日本東洋紡(oyobo)公司壟斷了中空纖維反滲透膜的世界市場。卷式反滲透膜的主要廠商為7家,他們是:美國Hydranautics公司,該公司于1987年成為日本日東工集團的全資子公司日本日東電工(NittoDenko)集團美國Filmtec公司,該公司于1985年成為美國DowChemcal(陶氏化學)公司的全資子公司美國Fluidsystem公司,該公司現為美國KOCH公司的子公司日本東麗(Toray)公司美國Desel公司,該公司現為美國Osmonics公司的子公司美國Trisep公司美國、歐洲反滲透用途主要為各種工業用水及飲用水;中東、西班牙的海水淡化應用較多;日本主要用于半導體、電子;韓國、臺灣除半導體、電子外,小型飲用純水需求量很大。
??下面介紹美國飲用水用途膜分離應用情況:美國除大量使用中、小型及家用反滲透系統外,還建有許多大型公共供水系統。1996年9月美國國立研究所曾以問卷調查方式統計了美國大型飲用水脫鹽裝置的狀況。該調查發表了美國50個州中的21個州的以飲用水為目的的179家脫鹽水廠的數據。
??結果表明這些裝置總的產水能力為140萬噸/日,各種脫鹽方法在總裝置產水能力中所占比重分別為:陸地水(苦咸水)反滲透47%、納濾膜軟化31%、可倒極電滲析13%、海水淡化8%。值得注意的是,納濾膜軟化的增長速度最快,從1992~1996的4年中,納濾膜軟化裝置增加500%,大大高于其它方法。
??這是因為納濾膜不僅可在低壓下對水源軟化和適度脫鹽,而且可脫除三鹵甲烷生成能(THMFP)、色度、細菌、病毒和溶解性有機物,因而日益受到青睞。該調查還對各種脫鹽方法的經濟成本進行了統計比較。其結果如表1所示,無論是一次設備投資還是運行、維修費用均以納濾膜軟化為最低。
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