摘 要：膜分离技术由于其低能耗、处理过程无相变、无污染、分离效率高、维护简单、以及匹配性强等优点，已广泛应用于化工、电力、电子、医药、生物、食品饮料、环保、市政以及其它行业和领域。但膜分离技术也存在着缺陷，有时一种膜分离不能达到预期的处理或分离效果，或者对膜造成不可逆的污染或损坏。为此，除了在进膜前必须要有严格的预处理外，集成膜分离技术可以很好的解决这一问题。本文主要介绍了集成膜分离技术在污(废)水深度处理及回用中的研究情况，并指出膜技术今后的研究方向。

　　关键词：集成膜分离技术;MF;UF;NF;RO;污(废)水处理

　　随着工业的发展和人们生活水平的提高，对水量的需求日益增多，尤其是工业生产过程，往往生产一吨产品需要消耗几十吨的新鲜水。这些水最终以废水的形式排放，既造成水体污染，又浪费了水中的有用物质。随着目前水价的上涨和水资源的紧缺，急需开发新的水资源。污(废)水深度处理理念正是在这样一种背景下逐渐形成的。高从堦[1]指出了膜分离技术在水资源开发和保护及饮用水净化、纯净水生产、水再用等方面的应用越来越广。集成膜分离

　　污(废)水深度处理技术是将现有成熟的膜技术最大程度组合，具有高效低耗、水回收率高等优点，并可回收有用物质，特别适用于分离热敏性组分、生物质组分等混合物，更适合处理低浓度、低含盐量的溶液[2]。

　　1、污(废)水深度处理与回用

　　国内外20多年的实践表明，污水再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水的有效途径之一，技术可行，经济合理[3]。生活污水经二级处理后，污染物浓度大幅度降低，若进一步进行深度处理，最终出水可以回用于市政杂用、生活杂用、园林绿化、生态景观、工业冷却、回注地下水、发电厂锅炉补给水以及饮用水等。

　　工业过程产生的废水传统观念有四种去向：直接排放到地表;简单处理后排放到地表;直接排至市政下水管网;简单处理后排至市政下水管网。显然，直接排放和简单处理后排放将造成地表或地下水污染，也无法回收废水中的有用成分;排至市政下水管网将造成市政污水厂负荷的增加，且工业废水中的有毒有害物对生物处理有抑制作用。所以，为了保护环境和排污企业自身的利益，废水必须进行深度处理。处理后的废水可以回用，也可以回收其中的有用成分，降低了企业成本。

　　1.1 传统的污(废)水深度处理

　　若将传统的污(废)水深度处理工艺按是否采用膜技术划分，则可划分为无膜法和单级膜法。无膜法是我们最为熟悉的污(废)水深度处理工艺，它是在二级处理的基础上，采用化学强氧化、絮凝沉淀、砂滤、精滤、臭氧氧化、活性炭过滤、多介质过滤、紫外线或臭氧消毒等工艺进行适当组合，深度处理至回用标准。由于这种处理工艺选用的方法成熟、可靠，在初期人们大多采用这种技术。但它存在着工艺复杂、占地面积大、操作维护难、化学品消耗量大等缺点。

　　单级膜法是在上述基础上发展起来的，它的核心工艺是膜分离技术，利用膜分离的原理深度处理污(废)水，如利用反渗透去除溶解性固体和有机物，利用纳滤软化水质，利用超滤和微滤去除颗粒状污染物[4]。处理效果和成本较上述方法低，膜法运行也较简单，解决了操作复杂的问题。但是，单级膜法对预处理的要求较高，若预处理不当，将造成膜通量下降，且膜自身可能受到严重的污染。最终导致膜的频繁清洗，影响膜的性能和使用寿命。

　　1.2 集成膜分离技术

　　集成膜分离技术是根据待处理对象的特征和处理目的，将微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)等有机搭配而形成的膜组合工艺。它使每一种膜分离技术都发挥其最佳性能，从而达到最优的处理或分离效果。如MF、UF可以作为NF、RO的预处理，这样形成的组合工艺有MF+NF、UF+NF、MF+RO、UF+RO、MF+NF+RO、UF+NF+RO等。集成膜分离技术深度处理污(废)水工艺简单、处理效率高、系统稳定、占地面积小，最终出水符合不同的回用水水质要求。

　　2、集成膜分离技术污(废)水深度处理及回用的研究进展

　　2.1 深度处理生活污水及回用

　　集成膜分离深度处理生活污水的原水可以是市政污水处理厂的二级出水，也可以直接以生活污水为原水，根据不同的回用水水质标准，选择合适的集成膜分离技术，使处理出水符合回用要求。Amit Sonune等[5]在综述了传统的污水处理工艺的基础上，提出膜处理技术是21世纪最有发展前景的技术，它很适合常规的二级处理出水的深度处理，膜透过液可回用，减少废水排放的同时，也开发了新的水资源。翟建文[6]指出二级出水的集成膜系统工艺已成熟并得以广泛推广，更进一步说明了膜法在废水深度处理中的作用。因此，有关生活污水深度处理及回用的集成膜分离研究有很多。

　　1995年新南威尔士的Dora Creek污水处理厂[7]的二级处理出水采用“CMF(连续流微滤)+RO”两级膜工艺处理后，透过液可作为澳大利亚Eraring发电厂除饮用和洗澡以外的所有用水。整套系统全自动运行，通过数据采集系统可自动进行数据采集和分析。东丽公司也利用传统的污水处理厂的二级出水作为原水，成功地将“UF/MF+低污染RO”组合技术用于污水再生处理，反渗透出水达到中水回用标准。同时为验证超滤膜处理水对反渗透膜的影响，将低污染反渗透膜和普通反渗透膜作对比进行污水再生试验，试验数据表明低污染反渗透膜的渗透性下降要比普通反渗透膜小得多，且前者运行较稳定。说明超滤作为预处理有效保障了反渗透膜的性能。

　　Jian-Jun Qin等[8]研究了“UF+RO”法深度处理市政废水，处理出水符合回用水水质标准。由于韩国某岛屿水资源紧缺，Seong-Keun Yim等[9]采用“MF+RO”集成膜法深度处理该岛生活污水处理厂的出水，处理后的水质符合饮用水标准。M. Barton[7]采用“CMF+RO”工艺试验研究了Knostrop的废水处理，处理后的出水达到饮用水的水平。研究表明连续流微滤单元的最大处理量为3.5m3/h，反渗透单元为2.5m3/h。最终出水水质优于饮用水。

　　MF、UF经常作为RO的预处理，其目的是提高RO的处理效率，维持RO的出水水质和通量稳定，且减轻污水对RO膜的污染，减少RO膜的清洗周期，延长RO膜的寿命。上述RO膜的作用是在预处理的基础上，进一步去除溶解性固体和有机物，使出水水质符合回用要求。由此可知，市政污水厂二级出水经“MF/UF+RO”集成膜工艺处理后，符合回用水甚至饮用水水质标准。当然，为安全起见，当出水作饮用水用途时，建议在RO出水后进行消毒处理。

　　2.2 深度处理工业废水及回用

　　工业生产过程一些转化率较低的原药、反应副产物以及催化剂都会流失到水中，若直接排放，不仅污染水体，对企业自身也是一种损失。另外，工业废水中可能含有重金属、有毒有害等污染物，排放到水体中也会破坏生态平衡。如上所述，集成膜分离技术可以处理废水至回用标准，也可以回收其中的有用成分。

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