膜分离技术在环保领域的应用

　　2-2．膜技术与净化槽技术的联用

　　在日本，一些下水处理系统不完备或难于长距离向下水处理厂输送的地区，生活废水多依靠净化槽进行下水处理。安装有浸渍平膜组件的膜分离型净化槽的示意图如图4所示。在活性污泥曝气槽内浸入呈格栅形的平模组件，依靠透水侧的负压吸引，将因曝气而形成的循环原水透过膜面而实现过滤。这种在活性污泥处理技术上附加的膜分离技术可控制活性污泥的浓度，提高生物反应的效率，同时又可得到水质稳定的处理水^5）。

　　日本厚生省（卫生福利部）正在主持可适用于家庭厕所、厨房及浴室排水处理的小型膜分离型净化槽验证实验，并计划于1998年实现大面积推广。

表4 高度处理水质

　　3. 适用于上水（饮用水）用途的膜分离技术

　　饮用水也日益受到环境污染的影响，江河水、地下水的污染多数是因为三废物质排放所引起的。特别是作为污染物质，不仅是混浊物质，还常伴随有三卤甲烷及农药等可溶解成分，以往的絮凝沉降、砂滤等方法不能除去可溶解成分，故还常需用活性炭吸附机臭氧氧化分解处理。

　　膜分离技术在饮用水方面的应用主要集中在以下两个方面：

　　1. 用微滤（MF）膜和超滤（UF）膜代替絮凝沉降和砂滤。此法可称为简易处理。膜法的优点在于不使用絮凝剂等化学药剂，在水质波动较大时仍可自动连续处理，占地面积也小。

　　2. 用纳滤（NF）膜或反渗透（RO）膜去除前述方法不可除去的三卤甲烷、农药等可溶解性成分。此法可称为深度处理。部分NF、RO膜对三卤甲烷的脱除效果如表5所示。由于膜材质及制造工艺不同，各种NF、RO膜对三卤甲烷的脱除率有所不同。在美国已普遍将NF、RO膜技术用于地下水为水源的城市供水系统。例如在佛罗里达州，为了去除地下水中的三卤甲烷，80年代就建成了日产水量为3.8万立方米的NF、RO膜分离供水厂^7）。膜装置排出的浓缩水的处理也是技术难点之一，在美国多向海洋或江河下游排放或向地下深井渗透。

表5 RO膜对三卤甲烷的脱除效果率评价结果

　　4.应用于排气的膜分离技术

　　大气污染的主要原因有：促进地球温暖化的二氧化碳、引起酸性雨的燃烧气体中的含硫成分、造成光化学污染的氮气及有机蒸汽成分、造成大气臭氧层破坏的氯氟碳（CFC）成分等等^8）。关于这些气体的排放基准，世界各国都在制定相应的规则和环境目标。二氧化碳及二氧化硫分离膜仍未达到实用化阶段^9,10)。有机蒸气分离，例如汽油蒸气的回收分离膜已有应用实例^11）。有机蒸气称作挥发性有机化合物VOC(Volatile Organic Compounds)。VOC回收膜已被一些公司如日本的日东电工，美国的MTR、德国的GKSS所商品化。日本钢管（NKK）公司开发的汽油蒸汽回收膜分离装置的示意流程如图5所示。含有汽油成分的混合气体经前置过滤器除涯后导入膜分离组件，在膜透气侧设有真空泵造成负压，透过分离膜的VOC成分在吸收塔内被汽油液体所吸收。

　　关于氟利昂及替代氟利昂的回收，在日本，有在聚合生产线贮槽上设置替代氟利昂的膜回收装置，在欧美，有从涂膜工艺产生的HCFC-123气体的回收装置已进入实用化阶段。

　　参考文献

　　1． 多田直树，“大阪工研协会主催セミナ一テキスト，产业プロセスにおける膜の利用”（1996）

　　2． 竹岛正，石山荣一，当间久夫，柴田敏幸，PPM.26(1),35-41(1995)

　　3． 多田直树，日东技报，34（2），48-51（1996）

　　4． 安达哲朗，别府雅志，西田佑二，日东技报，34（2），75（1996）

　　5． 佐藤八郎，月刊净化槽，No.251(3),42(1997)

　　6． 笠井真二，田窿芳博，那须正夫，近藤正臣，卫生化学，36（3），248（1990）

　　7． P.H.Lange, P.E.Laverty,日东技报，27（2），12（1989）

　　8． 中尾真一，ニュ一メンプレンテクノロジ一シンポジウム97テキスト，531

　　9． 中尾真一，膜，20（1）2-9（1995）

　　10． 原谷贤治，膜，20（1）10-17（1995）

　　11． 冈本敦，膜，20（1）18-28（1995）

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