【小谈】水处理行业发展

水处理发展史

突然想了解下水处理技术的发展情况，目前最火热的在膜领域，有家X公司仅凭生产分离膜甚至做到了要上市的阶段。不同于可能带来诸多负面影响的光伏产业，水处理技术的飞跃发展对当前解决水资源紧张以及保障市民们饮水都将带来深远影响。（以下多来自网上整理）

一：常规水处理工艺的改进

首先，常规工艺的流程为 混凝-沉淀-过滤-消毒

(1)在混凝与沉淀方面的改进一般包括高密度澄清池，强化混凝，Actiflo澄清池等。

(2)过滤方面的改进一般包括生物滤池，强化过滤，炭砂过滤等。

(3)消毒方面的改进一般有紫外线复合消毒，臭氧消毒，UV二氧化钛消毒等。

(4)由于常规工艺有着对有机物去除率低等问题，在老水厂的改造中常常加入深度处理部分，包括加入活性炭吸附，臭氧活性炭，膜过滤等等，目的是为了让出厂水更优质。

二：膜技术与膜工艺

膜技术膜工艺是第三代城市饮用水净化技术的核心。膜技术包括微滤，超滤，纳滤，反渗透。应用最多的是超滤，后两者费用太高。常见的膜组合工艺有曝气生物滤池+超滤生物活性碳+超滤粉末活性炭+超滤混凝+超滤等等。在膜工艺中要特别注意膜污染的研究和对有机物去除的研究。我认为膜技术应该是水处理的发展方向。【颗粒物&溶解物】膜过滤：目前主流的也是最重要的水处理技术，根据材质、孔径和结构的不同有非常多产品。根据过滤孔径分类主要大类为：微滤MF、超滤UF、纳滤NF、反渗透RO。微滤超滤的精度用于去除非溶解性的物质，说白了还是个机械过滤的机理，无非就是精度极高，可以过滤掉细菌。纳滤和反渗透则是用于分离溶解态的离子，也会截留一些大分子量的有机物。具体机理说法很多，目前没有公认的。最新的有正渗透FO。

三：膜技术延伸

膜分离技术与生物反应器有机结合形成的膜生物反应器（membrane bioreactor, MBR）技术

发展阶段：MBR的研究始于20世纪60年代后期的美国。40多年来，在众多科研人员和工程技术人员持续不懈的努力下，MBR无论是在基础研究还是工程应用方面都取得了长足进步，越来越广泛地应用于各类污水处理与回用领域。我国有关MBR的研究始于20世纪90年代后期，与国外研究相比，虽然起步较晚，但得到了十分迅速的发展和推广应用。

根据推动力的不同，膜分离过程主要有下列几种：

（1）基于压力差：如微滤（microfiltration, MF）、超滤（ultrafiltration, UF）、纳滤（nanofiltration, NF）与反渗透（reverse osmosis, RO）。当在膜两侧施加一定的压力差时，混合液中的一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜，而微粒、大分子、盐等被截留下来，从而达到分离的目的。这四种膜分离过程的主要区别在于被分离物质的大小和所采用膜的结构和性能不同。微滤的分离范围为0.05～10mm，压力差为0.015～0.1MPa；超滤的分离范围为0.001～0.05mm，压力差为0.1～1MPa；反渗透常用于截留溶液中的盐或其它小分子物质，压力差与溶液中的溶质浓度有关，一般在2～10MPa；纳滤介于反渗透和超滤之间，脱盐率及操作压力通常比反渗透低，一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。

（2）基于浓度差：如扩散渗析（dialysis），是指利用离子交换膜将浓度不同的进料液和接受液隔开，在浓度差的推动力作用下，溶质从浓度高的一侧透过膜向浓度低的一侧扩散，当膜两侧的浓度达到平衡时，渗析过程停止进行。扩散渗析主要于工业废水酸、碱回收，回收率可达70-90%，但不能将它们浓缩。

（3）基于电位差：如电渗析（electrodialysis, ED），是指在直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性（即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过），使溶液中的溶质与水分离的一种膜分离过程。电渗析主要用于脱盐，如苦咸水淡化、纯净水制备等，还可以利用电极反应，用于工业废水酸碱和金属的回收。

（4）基于渗透压：如正渗透（forwardosmosis，FO），利用比盐水渗透压更高的溶液作为驱动液，使水自发地从盐水侧透过半渗透膜达到驱动液侧，结合易于循环使用的驱动液，可用于海水脱盐。由于FO膜对水中的无机、有机物质均有良好的截留效果，正渗透还可用于污/废水净化。此外，由于在正渗透过程中不使用外加压力，因此可有效降低膜污染。

膜分离技术特点

与传统分离技术相比，膜分离技术具有以下特点：

（1）在膜分离过程中不发生相变，与其它方法相比，能耗较低；

（2）一般在常温下进行，特别适于对热敏感物质的处理，并且不消耗热能；

（3）一般不需要投加其它物质，不带入二次污染物质，不改变分离物质的性质，并节省原材料和化学药品；

（4）在膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，可回收有价值的物质；

（5）分离装置简单，操作容易，运行稳定，易于实现自动化控制。

因此，膜分离技术除广泛用于海水和苦咸水淡化、纯水生产外，在饮用水净化、城市污水处理与利用以及各种工业废水处理与回收利用等领域的应用也得到广泛关注。

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