摘要：随着科技的发展，现代化的水处理技术也在不断地发展之中。“全膜法”水处理技术又称集成膜水处理技术，目前比较常用的是预处理-UF-RO-RO-EDI技术，是一种环保型的除盐系统，与传统的离子交换除盐技术相比，全膜水处理技术具有连续生产、出水水质稳定、不用酸碱、设备紧凑、运行经济等优点。本文将简单介绍关于全膜水处理工艺的概念、特点、原理等。
关键词：全膜法；超滤；反渗透；连续电除盐；
1 全膜水处理工艺技术概括
1.1 全膜水处理工艺技术概念
全膜水处理是指UF（超滤）+ RO（反渗透）+EDI（连续电除盐）的处理工艺，该系统采取膜分离技术制水，因所有处理设备都为膜设备而称之为全膜工艺’其中UF（超滤）系统是在一定的压力下，小分子溶质可以透过超滤膜而大分子物质不能透过的一种膜技术；RO（反渗透）系统则是以渗透压为推动力，利用透水不透盐的反渗透膜将纯水从原水中分离出来的技术，因它与自然渗透方向相反故而称之为反渗透；EDI（连续电除盐）系统则是依靠直流电电场作用，用离子交换树脂作为载体，从模块的进水中将水中的离子或离子态物质除去的一种工艺，EDI模块中在进出水之间由多层阴膜和阳膜分割成多个空间，水中阳离子只能通过阳膜而阴离子只能通过阴膜而使淡水室中的阴阳离子移出，又由于阳膜不能透过阴离子而阴膜不能透过阳离子使浓水室的阴阳离子不能回到淡水室中，由浓水带走。
1.2 全膜法水处理工艺技术特点分析
全膜法水处理工艺中膜分离技术的应用是此技术运行中的重要组成部分，膜分离技术主要包括微滤、超滤和反渗透等几种类型。每种类型的作用都是拦截、过滤，通过拦截将水中的杂质颗粒去除。在水中的应用是利用压力作用，将水中的混合物质作用到膜的一侧，直径较小的物质可以透过纤维孔膜，直径大的物质则会被拦截，然后被筛出。而在这个滤过过程中，滤过的效率与膜的精度及滤膜孔径等有直接联系，一般把能够透过较大孔径的过滤叫做微滤，能够透过较小孔径的过滤叫做超滤，比超滤作用更强的一种滤过作用叫做反渗透或者纳滤。其中微滤的作用是将水中的悬浮物、灰尘或细菌等较大的浊无过滤排除；超滤则将水中的大分子物质、胶体或病毒等滤过排除；反渗透则将超滤后水中的盐排除，这个过程的精细程度是传统过滤不能达到的结果，因为传统的过滤只是通过砂滤或多介质过滤来实现，因而无法达到全膜法水处理技术的效果。
2 系统工作原理
1）系统超滤（UF）装置是一种先进的预处理膜技术，核心元件为中空纤维压力活性膜，在压力水的作用下，水和分子量小于500的溶质颗粒透过膜，大于膜孔径的微粒、大分子溶质等被截留，随浓水排出，使水得到净化，UF装置可出去大部分的胶体硅，同时也可除去大量的有机物。2）反渗透（RO）装置是一种成熟的预脱盐膜技术，核心元件为不允许溶质透过而只允许水透过的半透膜，在压力水的作用下，水透过RO膜汇集至产水管中，溶质被截留，随浓水排出，使水得到纯化。3）EDI（连续电除盐）技术是一种新型的纯水处理技术，它是将电渗析和离子交换技术有机结合的深度除盐新工艺；这种工艺可以长时间连续制备高纯水。是当前国际上高纯水生产的重要手段，又称连续电除盐技术，利用电渗析过程中极化现象对离子交换填充床树脂进行电化学再生，科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体，既利用了离子交换深度除盐的优点，又利用电渗析极化产水H+和OH-离子来实现树脂的自再生，从而克服树脂的酸碱再生和不能连续制水的缺陷。
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3 工艺流程
某电厂锅炉补给水处理系统采用全膜法水处理工艺，设计为两套系统，每套系统产水能力为34m3/h，其工艺流程为：机械加速澄清池出水→纤维过滤器→清水箱→清水泵→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→超滤水泵→保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→一级淡水箱→保安过滤器→二级高压泵→二级反渗透装置→二级淡水箱→二级淡水泵→EDI→除盐水箱→除盐水泵→主厂房。该工程水源为水库来水，水质为：K+ 6.58 mg/L，Na+16mg/L，Ca2 + 17.2 mg/L，Mg2 + 7.0 mg/L，Fe3 + 0.41 mg/L，Al3+ 0.016 mg/L，Cl- 24.6 mg/L，SO42- 7 mg/L，SiO2（全）7.55 mg/L，总硬度70.9 mg/L，COD 5.92 mg/L，悬浮物24，pH 8.48。经机械加速澄清池处理，保证其出水悬浮物≤10 mg/L后，再进入锅炉补给水处理系统。
4 工艺设计的优化
4.1 超滤系统
通过运行的经验，其超滤系统常常存在着断丝以及膜污染的情况，一旦出现这种情况，就会严重影响其产水量以及出水的相关水质。从而从以下方面，对于超滤系统，进行相应的优化。1）增设变频器以及水泵，从而减少冲击以及断丝情况的出现。2）选择性能高的膜元件，使运行周期交替进水，防止膜污染。3）设置加强反洗，从而爆出膜元件表面的清洁。
4.2 反渗透系统
对于反渗透薄膜来说，这是一种对于离子状态以及小分子物质有着优良节流能力的薄膜，因此这是全膜水处理的核心，但是这种薄膜，很容易受到污染以及损坏，因此选择合理的设计以及膜相当重要：1）由于一级水质比较恶劣，以此在反渗透采用的是抗污染复合膜，这种膜既降低了粗糙度，而且提高了其亲水性，从而改善了水道，从而降低了相关的污染。2）由于二级水质比较街景美因茨采用超低压的渗透膜。3）设置相应的高压泵变频器可以降低高压泵对于反渗透膜的一些冲击。
4.3 EDI系统
考虑到EDI对于相关的水质要求比较高#因此为了使其运行良好，采用下列手段优化：1）水中的二氧化碳会影响出水的品质，因此在二级的装置中加入碱，从而减少水中的二氧化碳的含量，从而提高其产水的水质。2）比较不同的模块，采用单块模块，从而降低造价以及简化相应的系统。3）去除了在浓水中添加盐的设备，利用膜本身的特点保持导电性，使得系统简单，从而易于控制。
4.4 系统设计的整体优化
1）将清洗过滤器和超滤按照一对一设置，可以使得控制简单。2）清洗过滤器反洗水以及超滤反洗水回收到回水池之中，经过处理后再回用。3）去除盐的水箱设置浮顶，从而来隔绝空气，防止二次污染。4）将反渗透的相关系统的单元制的进水管道改成母管制进水的方式，这样可以大大简化反渗透的进水水质分析仪表以及相关进水加药设备的相关设置。5）设置去除盐泵的变频设备，可以相应节省泵运行时的各种成本支出。
总结：全膜水处理系统不需要担心酸、碱以及酸碱废水的环境污染问题，水质稳定、可靠、运行费用低，其所有设备采用模块化设计，可灵活组装、拆卸，运行维护和设备维修工作量少；设备结构紧凑，占地少、质量小，运输调试方便。因此，膜水处理系统应广泛应用于不同领域的水处理中，从整体上提高国家对环境保护的效率。
参考文献：
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[3]赵凌俊.全膜水处理工艺技术的应用[J].山西电力2009（8）.
[4]谭德君，吕伟娅，王雅琴.膜法水处理技术的研究与应用现状[J].环境保护科学，2006（6）.
论文作者:陈晓杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/6
标签：超滤论文; 反渗透论文; 水处理论文; 系统论文; 水中论文; 水质论文; 溶质论文; 《基层建设》2017年第19期论文;