mo技术在饮用水深度处理中的应用

mo技术在饮用水深度处理中的应用

农业化肥、杀虫剂的大量持续使用，工业废气、废水的超标排放，和人们生活污水的大量增加，导致水源污染日趋严重。另一方面，随着生命科学、医学的技术进步和人民生活水平的提高，人们对饮用水的品质提出了新的概念和要求，饮用水与人体健康这一话题，引起了各级人民政府和广大群众，比以往任何时间都要关切。饮水安全、卫生已成为当前消费者的主导潮流。 

mo技术是近30年来发展起来的一项*，也是当前促进和保证社会持续发展的关键技术之一，已在能源、电子、化工、医药、食品、汽车、家电、环保等领域，发挥着其*的重要作用。1.3×104 t/d的海水淡化大型工厂，2.4×104 t/d苦咸水电渗析淡化工厂，用mo近万平方米的大型超滤退浆废水处理厂，2400 t/d的地表水微孔过滤净化工厂，每年救治几十万人生命的人工肾(透析器)已成为现代的重要医疗手段，mo法制取的矿泉水、纯净水、饮用水等已进入千家万户……，这些已充分了显示了mo技术应用规模、水平和重要作用。本文就mo技术的进展和在饮用水深度处理中的应用作一综合介绍。

电渗析

电渗析(ED)是以直流电为推动力，利用阴阳离子交换mo对水溶液中阴阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过mo迁移到另一水体中的物质分离过程。1952年，美国Ionics公司，根据电渗析原理，研制成功世界上*台电渗析器，用于苦咸水淡化制取生活饮用水。70年代频繁倒极电渗析技术(EDR)开发成功，使电渗析装置运行更加方便，工作应用更加稳定；日本50年代末开发这一技术，60年代用于海水浓缩制盐和氯碱工业制浓盐水；我国1958年开始研究开发电渗析技术，1965年我国*台电渗析装置试用于成昆铁路建设，1967年完成了异相离子交换mo的工业化生产，三十年来，已在海水、苦咸水淡化制取生活饮用水和工业用纯水、超纯水制造，发挥了显著的效果。其应用面遍布全国各地的各行各业，其应用面之广和mo产量大均居世界同行前列。在我国，电渗析已成为一种成熟的水处理工艺技术。电渗析本体已按专业标准组织生产，制水量从每小时几十升到几十吨多种规格可选，工程应用可由单台至几十台组合排列，以满足不同制水量和不同脱盐效果的要求。 



　　与水平相比，我国电渗析工艺工程水平已接近*水平，差距较大的是离子交换mo的品种单一，限止了这一技术在高浓度浓缩和不同离子分离等方面的应用，就水处理行业而言，尽管有少数电渗析装置进口，但由于进口电渗析价格大大地贵于国产装置，所以目前国内电渗析仍由国货所统治。1995年统计，电渗析用于苦咸水淡化，总造水量达1.07×106 t/d。

反渗透

反渗透(RO)是以压力为推动力，利用反渗透mo只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从某一含有各种无机物、有机物和微生物的水体中，提取纯水的物质分离过程。1960年Loeb和Sourirajan，根据上述原理制备了世界上*张高脱盐率、高通量的不对称mo醋酸纤维素(CA)反渗透mo。70年代初美国杜邦(Dupont)公司开发成功了芳族聚酰胺(PA)中空纤维反渗透mo；80年代初聚酰胺复合mo及卷式元件研究成功，80年代末，高脱盐率复合mo及卷式元件投入生产；90年代中，超低压高脱盐度聚酰胺复合mo及元件投放市场。我国反渗透mo技术的研究开发，始于1965年，1967-1969年的“全国海水淡化会战”为CA不对称反渗透mo的开发打下了良好的基础，1982年我国*个CA卷式mo元件研究成功，1983年CTA中空纤维组件研制成功；1984年大型8"卷式组件研制成功；1985年8"大型中空纤维组件研制成功。这些组件成功地应用于18MΩ-cm超纯水，高压锅炉补给水，无菌无热源水和食用纯净水……的制造。并产生了重大的社会和经济效益，近三年来，由于国外卷式PA复合mo的大量进入中国市场，对国产CA卷式mo的冲击很大，目前国产CA卷式mo已停产，而国产CTA低压中空纤维mo组件，虽其脱盐率低于进口PA复合mo，但其由于相对价格低，供货充足，目前仍在生产，以满足市场的需求。 



　　在反渗透工艺研究和工程应用方面，80年代末，国家“七.五”科技攻关期间，电子工业用18MΩ-cm大型工业化超纯水系统、高压锅炉补给水用大型反渗透装置，和海岛苦咸水反渗透淡化制取饮用水，三项示范工程获得成功，并在全国范围内纯水、超纯水的制造中得到大力推广应用，该项目获国家科技进步一等奖。1991年国产CTA中空纤维反渗透mo组件用于食用纯净水生产获得成功，我国*批纯净水投放市场，1994年二级反渗透系统研制成功，并用于纯净水的制造，割除了原工艺中的离子交换过程，1995年mo法直接制取医用注射用水获得成功，并分别在安徽繁昌制药厂和北京协和医院投入示范考核运行。制备的无热源水符合中国药典(95版)和美国药典(21版)注射用水的标准。 

　　与国外相比，我国反渗透工艺和工程技术已接近*水平，但mo和组器技术同同类产品仍有较大的差别，复合mo虽已完成中试放大，但离工业生产仍有较大距离，当前反渗透mo组件市场，中空纤维型仍以国产CTAmo组件为主，而卷式型，基本上由进口PA复合mo元件所占据。在工程上，引进PA复合mo和其他关键部件，设计制造反渗透装置，取代了以往*的局面，实践证明是成功的。但注意的是许多小企业由于缺乏反渗透系统设计的专业技术，用户技术培训不到位，操作、维护不当，致使反渗透mo使用寿命大大缩短，这已成为当前我国反渗透工程应用中的一个普遍问题，应引起同行的注意。

超 滤

超滤(UF)以压力为推动力，利用超滤mo不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程，其切割分子量(CWCO)103、106，孔径1100 nm。 



　　1965年，首先由美国亚米康(Amicon)公司开发成功中空纤维式超滤器，并投放市场。超滤应用范围很广，除在水处理工程中，用于除菌、除热源、胶体和大分子有机物等外，还可以用于许多特殊溶液的分离、精制，如血液净化、蛋白质精制、大分子有机物与盐的分离和脱水等。同时，由于超滤是常温操作对那些热敏性物质，如果汁、生物制品等的分离、浓缩、精制特别有效，节能效果尤为显著。 

　　我国超滤技术的开发始于70年代初，zui初开发的CA管式mo组件首先用于电泳漆行业中然后应用于酶制剂的浓缩，80年代初，聚砜(PS)中空纤维超滤组件研究成功，80年代中期卷式超滤组件研制成功，90年代初聚丙烯中空纤维组件研制成功。目前在水处理行业中，聚砜和聚丙烯中空纤维式组件应用zui多。 

　　与产品相比，国产超滤mo组件品种单一，通量和截留率综合性能较低，抑制了超滤技术在水处理以外领域应用的进展步伐。在水处理工程应用中，虽有少数公司推出全自动快冲洗 式装置，但在实际应用中仍是以手动为主，水通量难于稳定，另一方面，大型化装置应用较少，但由于产品较贵，目前国内超滤市场仍以国产为主