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世韩4040纯水膜处理技术发展历程分析

  膜分离现象的发现距今已有200多年的历史,但世韩4040纯水膜分离作为高新技术从实验室中的珍品发展成为工业上大规模应用的高效节能的分离过程,还是近30多年的事。

  随着经济的发展、社会的进步、人民生活水平的提高、能源的紧张、资源的短缺和环境污染的严重……,膜技术将在能源、电子、石化、食品、饮料、医药卫生、重工、轻工和人民日常生活以及环保等各个领域发挥其应的重要作用。膜分离是促进和保证社会持续发展的关键技术之一,不仅在国际上十分重视,而且在国内也已达成共识。

  为了更好地促进我国膜技术合理而健康的发展。回顾一下其发展历程是有益的,下面是一些过程的简要回顾和几点不成熟的意见。

  一、电渗析(ED)

  我国离子交换膜和ED的研究始于1958年,1965年第一台ED器试用于成昆铁路建设,1967年实现了异相膜的工业化生产,70年代以来,相继进行了多种均相离子交换膜的研制和中试放大、电极动力等研究和新型钛涂钌电极的制备、大尺寸(800mm×1600mm)ED用隔板的开发、ED水力学参数研究、大型ED膜堆的设计和开发、长期运行不拆洗的研究与实践及特种分离的开发等,使我国ED技术不断提高。目前国内异相膜生产已具规模,年产量在3.5~4.0×105m2左右,大小ED厂家约40个。1985年开始制定ED技术标准,1995年完成并开始执行。

  与国际水平相比,我国ED的工艺水平已接近世界先进水平。差距大的是均相离子交换膜的制备没有工业化,膜品种少,性能较低,难以进行高浓度浓缩和不同离子分离等方面的应用,所以应加强耐温、耐酸碱、耐氧化和耐污染等高性能膜的研制和开发。在组器工艺方面应加强ED器的集成化和自动化开发。除在苦咸水脱盐的纯水制备等方面进一步推广外,环保要求的废液再生回用等方面的应用应加强;结合实际情况开展高温电渗析研究和集成工艺技术开发;大力开发双极膜电渗水离解过程和填充床ED连续除离子过程。形成新的ED技术优势。从环保和节能角度分析,进行高效Donnan渗析过程开发也是很有意义的。

  二、反渗透(RO)

  我国RO的研究始于1965年,1967~1969年的全国海水淡化会战,为CA(醋酸纤维素)不对称膜的开发打下了良好的基础。70年代进行了中空纤维和卷式RO元件的研究,于80年代初步工业化。70年代曾对复合膜进行过广泛的研究,但70年代末停了下来,80年代中重新开始复合膜的开发。经“七五”和“八五”攻关已中试放在成功。国内RO主要用于电子、电力、食品、饮料和化工等领域的纯水和超纯水制备,少量的用于苦碱水淡化。

  与国外相比,我国某些RO工艺技术接近国际水平,但膜和组器技术和性能与国际水平相比仍有较大差距;复合膜性能比国外低且还未规模化生产;卷式元件和中空纤维组件离海水淡化的目标还有不少路要走……

  在当前的形势下,我们应结合引进、消化吸收和自我开发并重,大力开发复合膜用新材料;加强CA膜类的复合膜类成膜工艺开发;进一步提高成膜的耐温、抗氧化、抗污染、低操作压、高水通量和脱除率等性能;开发卷式和中空纤维式RO的最大潜力,进一步扩大RO的应用工艺开发,充分发挥RO的高效节能优势,使我国反渗透技术能在海水淡化、脱水浓缩、高温水再用、市政和工业废水处理与再用等领域发挥其应有的作用。

  三、超滤(UF)

  我国从70年代初开始研究UF,最先开发的也是CA—UF膜,并在电泳漆行业中首先应用,之后又被扩大到酶制剂的浓缩等。聚砜中空纤维膜和组器的研究始于80年代初,80年代中期卷式元件也研制成功。通过“七五”和“八五”攻关,开发了一些耐温的、高截留性能的膜和相关组器,但规模化还很不够。另外近10年来,在荷电膜、台金膜、成膜机理、膜污染机理和膜表征等方面也取得了许多可喜的进展。UF在电泳漆、酶制剂、饮料、食品、超纯水、医药(包括生物制剂)和废液废水回收利用等领域都有广泛的应用。

  与国外水平相比,我国膜品种少,通量和截留综合性能较低,组器技术的水平有待于改进提高。UF多在一些要求不高的场合下应用,成功的应用开发领域还不多,这也影响了膜技术的推广。所以应努力提高通用膜的综合性能,增加膜品种,特别是耐热、耐溶剂、耐酸碱和抗污染的品种。用不同工艺开发高截留性能的膜,进一步改进现有组器制备工艺,严格制备和检测工艺,生产高质量产品并使之规模化,有针对性地加大应用开发力度,加强膜污染和膜清洗的研究和实际应用推广。

  四、微滤(MF)

  国内MF研究始于70年代初,开始以CA—CN膜片为主,于80年代相继开发成功CA、CA—CTA、PAN、PVDF、尼龙等膜片,并进而开发出褶筒式滤芯;开发了控制拉伸致孔的PP、PE和PTEE微孔膜;也开发出聚酯和聚碳酸酯的核径迹微孔膜;无机微孔膜也有了初期产品。并在医药、饮料、饮用水、食品、电子、石油化、分析检测和环保等领域有较广泛的应用。

  与国外水平相比,我国相转化法微孔膜的性能和国外同类产品性能基本一致。褶筒式滤芯已在许多场合下替代了进口产品,得到了广泛应用;所以相转化MF膜应在此基础上,进一步提高质量,降低成本,扩大市场,形成规模,并开发卷式和中空纤维式组器;加强闭端和错流新工艺的开发,提高组器的回收率和寿命;控制拉伸生产的PE、PP等MF膜。虽然生产工艺和质量有待提高,但以其价廉、耐溶剂等优点在不断拓宽市场。所以应继续开发和完善PE、PP等膜的生产工艺,稳定和提高产品质量,增加规格品种,开拓新应用领域和新的工艺。无机膜应加快多通滤芯的开发,形成一定规模,并找寻最适于其应用的各个领域,如高温等苛刻要求的场合。大力开发其他形成的微滤膜。强化质量检测,统一产品标准,使微滤市场能迅速扩大,增大效益。

  五、纳滤(NF)

  我国纳滤膜的研究始于80年代末,在实验室中相继开发CA—CTA纳滤膜,S—PES涂层纳滤膜和芳族聚酰胺复合纳滤膜等,并对其软化、染料和药物中除盐及特种分离等方面性能进行了试验研究,取得了一批初步的成果。

  与国外水平相比,我国的纳滤膜仅能说是刚刚开始,即膜的研制、组器技术和应用开发等都刚起步。所以在这方面我们应根据自己的国情,急起直追,能在最近几年内使我国的纳滤技术实用化,为国民经济更好地服务。

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