在污水处理中,膜技术的分类可依据不同标准划分,以下是主要的分类方式及具体类型:
一、按膜孔径大小(分离精度)分类
微滤膜(MF,Microfiltration)
孔径范围:0.1~10 μm
特点:去除悬浮物、胶体、细菌等较大颗粒,操作压力低(0.1~0.3 MPa)。
应用:预处理阶段,如去除污水中的悬浮物、藻类等。
超滤膜(UF,Ultrafiltration)
孔径范围:0.001~0.1 μm
特点:分离大分子有机物(如蛋白质、多糖)、病毒及胶体,压力中等(0.3~1.0 MPa)。
应用:中水回用、废水预处理、生物反应器(MBR)中的固液分离。
纳滤膜(NF,Nanofiltration)
孔径范围:0.0001~0.001 μm
特点:截留二价离子、小分子有机物(如染料、农药),部分截留单价离子,压力较高(1.0~3.0 MPa)。
应用:饮用水净化、重金属去除、废水脱盐预处理。
反渗透膜(RO,Reverse Osmosis)
孔径范围:约 0.0001 μm(接近分子尺寸)
特点:几乎截留所有离子、有机物和微生物,需高压驱动(1.5~10 MPa)。
应用:海水淡化、高浓度废水脱盐、纯水制备。
二、按膜材料分类
有机膜
材料:聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP)、聚砜(PS)、醋酸纤维(CA)等。
特点:柔韧性好、成本低,但易污染、耐温耐化学性较差。
应用:主流用于超滤、微滤及 MBR 系统。
无机膜
材料:陶瓷(氧化铝、氧化锆)、金属(不锈钢、钛)、玻璃等。
特点:耐高温(可达 500以上)、抗化学腐蚀、机械强度高,但成本高、脆性大。
应用:高温废水处理、高黏度或腐蚀性溶液分离。
三、按膜结构形态分类
中空纤维膜
形态:内径 0.1~2 mm,成束封装,膜面积大。
应用:超滤、微滤(如 MBR),可分为内压式和外压式。
管式膜
形态:膜附着在多孔支撑管内侧或外侧,管径较粗(10~25 mm)。
特点:易清洗、抗污染,适合高悬浮物废水。
应用:含油废水、高浓度有机废水处理。
平板膜
形态:膜片平铺于支撑框架上,结构简单。
应用:实验室小规模处理、小型 MBR 装置。
卷式膜
形态:膜片与隔网卷绕成筒状,装填密度高。
应用:反渗透、纳滤系统(如工业脱盐、海水淡化)。
四、按操作驱动力分类
压力驱动型膜
包括微滤、超滤、纳滤、反渗透,依靠膜两侧压力差推动分离。
电场驱动型膜
电渗析膜(ED,Electrodialysis):利用电场力使离子通过离子交换膜,分为均相膜和异相膜。
应用:咸水脱盐、废水中离子回收(如电镀废水)。
浓度差驱动型膜
渗透汽化膜(PV,Pervaporation):利用膜两侧蒸汽分压差分离液体混合物,用于有机溶剂脱水。
五、特殊应用膜
生物反应器膜(MBR,Membrane Bioreactor):通常为中空纤维或平板超滤膜,与生物处理结合,实现高效固液分离。
耐污染膜:表面改性(如亲水性涂层)以减少污染物附着,延长清洗周期。
复合膜:多层材料复合,兼具高截留率和高通量(如反渗透复合膜)。
污水处理中的膜分类需结合分离目标(如去除颗粒、脱盐、有机物截留)、工况条件(如温度、污染物浓度)及经济性综合选择。压力驱动型膜(微滤 / 超滤 / 纳滤 / 反渗透)是最主流的应用,而材料和结构形态的选择则取决于具体工艺需求。
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