◆南宁市兆冠环保科技有限公司◆
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缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂、聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、反渗透阻垢剂、反渗透杀菌剂、反渗透清洗剂、反渗透絮凝剂、反渗透水处理设备、EDI、超滤（纯水系列工程）、反渗透膜专用阻垢剂、反渗透膜专用杀菌剂、反渗透膜专用絮凝剂、反渗透膜专用清洗剂、反渗透膜专用还原剂、反渗透膜专用保养剂
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ZG-PRP-009反渗透膜专用阻垢/分散剂

一、性能
　　ZG-PRP-009是一种高效阻垢分散剂，特别适用于金属氧化物、硅以及致垢盐类含量高的水质，其阻垢效能高且不与残留凝聚剂或富铝富铁的硅化合物凝聚形成不溶聚合物。在无离子交换预处理的反渗透（RO）、纳滤（NF）或超滤（UF）系统中防止结垢，提高产水量和产水质量，降低运行费用。
二、特点
    1）在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢，不加酸的条件下最大允许值为2.8
    2）不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物
    3）对控制铁、铝及重金属污染物特别有效，进水侧铁的浓度允许8.0ppm
    4）能有效地抑制硅的聚合与沉积
    5）可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜
    6）极佳的溶解性及稳定性
    7）给水PH值在5－10范围内均有效
三、技术指标

四、使用方法
  　ZG-PRP-009的加药量是根据水质全分析报告及反渗透系统情况计算确定。推荐的剂量范围内可控制绝大多数以下类型的结垢：碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氢氧化铁、氢氧化铝及硅。
五、包装与储存
　  ZG-PRP-009出厂时为8倍浓缩液。每桶（5加仑），稀释8倍后（27.55×8）折合成为220.4kg标准溶液。也可根据用户要求提供标准液包装；室温避光储存12个月。

注：同时供应国产反渗透膜专用阻垢剂 ZG-PRP-010
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ZG-PRP-016反渗透膜专用杀菌剂

一、性能

ZG-PRP-016是一种安全有效的杀菌剂，具有广谱杀菌性。由于它独特的化学特性，在使用时仅需很少剂量即将系统中的菌类杀灭，产生经济效益，降低膜的维护费用，可用来控制反渗透系统的全过程微生物的孳生。

二、理化性质：

三、使用方法：

ZG-PRP-016杀菌剂可以按照如下方法使用：

1、 注入方式：

将杀菌剂注入到保安过滤器前， 使用剂量为3～5ppm。也可根据实际情况改为间歇注入，每次注入量为30—50 ppm。

2、 浸泡：

将杀菌剂溶液（对于醋酸纤维素膜，应用硫酸或盐酸将溶液pH值调至4-6），用低压泵打入系统，浸泡60分钟，如系统污染严重，应延长浸泡时间。然后用反渗透产品水或除盐水冲洗15分钟；

注：在使用杀菌剂浸泡之前，应先用酸洗，以去除膜表面上可能存在的氢氧化物。浸泡后，用清洗剂清洗以去除生物体的尸体及有机残渣。

3、 循环：

将杀菌剂低压循环冲洗，时间不少于60分钟。（此方法不适用于醋酸纤维素膜）

四、包装、储存：25kg桶装，密封保存于通风、干燥处；保质期12个月。

注：同时供应国产反渗透膜专用杀菌剂 ZG-PRP-018
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    广西壮族自治区南宁市兆冠环保科技有限公司专业致力于水处理环保领域，是一家技术实力雄厚的生产型企业。公司拥有一支高素质水处理专业技术人员组成的生产、工程技术和销售团队。在清水消毒、循环水处理、中水回用、化学水处理、污水处理等多个项目有着先进的技术和质量优良的产品。我公司同时是进口美国阳光反渗透药剂西南地区总代理和美国海德能膜广西地区推广中心，可协助用户对水质进行检测，从而运用最高效、经济的解决方案。本公司的产品已广泛应用于电子、 医药、造纸、制糖、化工、饮水、电镀、纺织印染等行业。公司以“诚信为本、求实创新，品质兼优、服务至上”为企业宗旨，以“诚信求实、开拓创新、追求双赢”为经营理念，通过先进的技术、优质的产品、优惠的价格、完善的服务，带给广大客户最大的利益！
公司现有产品：
    清水消毒产品------------稳定性二氧化氯溶液，浓度为2%、4%、8%，二氧化氯投加器和发生器、二氧化氯泡腾片（消毒片）、游泳池消毒片、宠物专用消毒片、畜牧养殖专用消毒片
    反渗透专用产品----------反渗透专用阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、清洗剂、还原剂、保养剂
    美国阳光反渗透药剂------反渗透阻垢剂（PH-010、PH-135、PH-150、PH-191、PH-200、PH-300、PH-435）、反渗透杀菌剂（PH-020、PH-011）、絮凝剂PH-196、清洗剂PH-121
    循环水处理产品----------缓蚀阻垢剂 、氧化型杀菌灭藻剂、非氧化型杀菌灭藻剂、磷酸三钠、氨水、预膜剂、钝化剂、粘泥剥离剂
    锅炉水处理产品----------锅炉水专用缓蚀阻垢剂、锅炉除垢防垢剂、锅炉除焦除渣清灰剂、碱回收炉清灰剂、除垢剂、清洗剂、保护液、干燥剂、除氧剂
    污水处理产品------------聚丙烯酰胺（阴阳离子、非离子、两性离子、污水处理专用、选矿专用、洗煤专用、制香专用）、聚合氯化铝（PAC）、消泡剂
    造纸专用化学品----------造纸纸浆专用阻垢剂、造纸黑液蒸发器专用阻垢剂、造纸专用高效杀菌防腐剂
    清洗剂系列产品----------酸洗缓蚀剂、清洗分散剂、中央空调清洗剂、清洗缓蚀剂、钝化预膜剂、冲灰管道清洗剂、凝汽器(换热器)清洗剂、油垢油焦清洗剂、高温清洗剂
    石灰系列产品------------石灰石（粉、块）、生石灰、熟石灰（氢氧化钙、消石灰）
    公司其它产品------------氨基磺酸、亚硫酸氢钠、氯酸钠、硅磷晶、聚天冬氨酸、超滤药剂
    水处理设备及备品备件----RO反渗透系统、反渗透水处理设备、EDI、超滤（纯水系列工程）、保安滤芯、反渗透陶氏膜、东丽膜、海德能膜、反渗透GE膜、纳滤膜、超滤膜、米顿罗隔膜电磁加药计量泵、石英砂、活性炭、离子交换树脂、水质检验仪器等。
   公司现有水处理技术服务：反渗透系统运行维护和服务、反渗透膜在线和离线清洗服务、膜组件化学清洗服务、反渗透膜清洗测试系统及清洗测试；水质检测、分析；工业循环水处理技术服务、饮用水处理技术服务、工业清水处理技术服务、化学水处理技术服务、污水处理技术服务。

品质第一  诚信为本  价格实惠  服务周到
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GE系列

GE反渗透膜：AG2540FF、AG2540TF、AG4040C、AG4040CF、AG4040FF、AG4040NF、AG4040TF、AG8040C、AG8040F、AG8040F1296-WET、AG8040F-400、AG8040F1622-WET、AG8040N、AG8040N-400、AD2540F、AD4040F、AD8040F、AK2540FF、AK4040FF、AK8040F-365、AK8040F-400、Duraslick RO 2540、Duraslick RO 4040、Duraslick RO 8040、Duraslick RO 4040 HS、Duraslick RO 8040 HS、Duratherm HWS RO 2540、Duratherm HWS RO 4040、Duratherm HWS RO 8040、Duratherm HWS RO-HR 2540、Duratherm HWS RO-HR 4040、Duratherm HWS RO-HR 8040

GE纳滤膜：HL2540FF、HL2540TF、HL4040FF、HL4040TF、HL8040F、HL8040F-400、HL8040N、Seasoft HR 8040、Seasoft HF 8040、Duraslick NF 2540、Duraslick NF 4040、Duraslick NF 4040 HS、Duraslick NF 8040、Duraslick NF 8040 HS

GE超滤膜：GE4026F、GE4040F、GE8040F、GH4026F、GH4040F、GH8040F、GK4026F、GK4040F、GK8040F、EW4025T、EW4026F、EW4040F、EW8040F、JX4040F、JX8040F

美国通用贝迪(GE-ARGO) 水处理药剂：阻垢剂 Hypersperse MDC756 ，MDC754 ，MDC708，MDC706，MDC704，，MDC702，MDC200， MDC220， MDC150， MDC151，MSI300 ，MSI410，絮凝剂MPT150 清洗剂 Kleen MCT103 ，Kleen MCT511， Kleen MCT882， Biomate MBC781，BeztDearborn DCL95，BeztDearborn DCL30

陶氏系列

陶氏反渗透膜：BW30-440i、BW30-400/34i、BW30-400、BW30-365、BW30-400/34i –FR、BW30-365-FR、BW30-400-FR、TW30-1812-24、TW30-1812-36、TW30-1812-50、TW30-1812-75、TW30-1812-100、TW30-2026、TW30-2514、TW30-2521、XLE-2521、TW30HP-2526、TW30-2540、LP-2540、XLE-2540、TW30-4014、TW30-4021、XLE-4021、TW30-4040、LP-4040、XLE-4040、SW30-2514、SW30-2521、SW30-2540、SW30-4021、SW30-4040、SW30HRLE-4040

陶氏纳滤膜：NF200-400、NF200-2540、NF200-400、NF270-400、NF270-2540、NF270-4040、NF90-400、NF90-2540、NF90-4040

陶氏超滤膜：DOWTM Ultrafiltration陶氏超滤膜

海德能系列

海德能反渗透膜：ESPA1、ESPA2、ESPA2+、ESPA4、ESPAB、ESPA1-4040、ESPA2-4040、ESPA4-4040、盐清士、CPA2、CPA3、CPA3-LD、CPA4、CPA2-4040、PROC10、LFC1、LFC3、LFC3-LD、LFC2、LFC1-4040、LFC2-4040

海德能纳滤膜：ESNA-K1、ESNA1-4040、ESNA1-LF、ESNA1-LF-4040、ESNA1-LF2

海德能超滤膜：HUF10-200、HUF10-90、HUF10-250、HUF8040
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RO反渗透工作原理:

　　反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般常指水）通过反渗透膜（一种半透膜）而分离出来，方向与渗透方向相反，可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体，细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围，无需化学品及可有效脱除水中盐份，系统除盐率一般为98%以上。所以反渗透是最先进的也是最节能、环保的一种脱盐方式，也已成为了主流的预脱盐工艺。

RO反渗透的发展概述:

　　1953年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化，1960年美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出第一张可实用的反渗透膜。从此以后，反渗透膜开发有了重大突破。膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到用表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜。操作压力也扩展到高压（海水淡化）膜，中压（醋酸纤维素）膜，低压（复合）膜和超低压（复合）膜。80年代以来，又开发出多种材质的纳滤膜。

RO反渗透设备的特点:

　　由于其无需加热、能耗少，运行过程连续稳定，设备体积小、操作简单，适应性强，对环境不产生污染而逐步取代传统的离子交换工艺。我公司研制的BSWRO系列反渗透装置是采用专用RO技术设计，关键部件，设备采用进口名厂名牌产品（如HYDRANAUTICS、DOW-FILMTEC等公司反渗透膜，COLDLINE、WAVECYBER等公司反渗透膜壳，GROUDFOS、LOWARA、NOCHHI等公司加压泵……），不仅工艺先进，而且产品质量可靠，可扩展性强，结构合理占地小，水利用率及产品寿命取得很好的平衡，能耗低，全自动运行，操作维护简单。

　　RO反渗透设备的应用范围：

　　☆ 制药、医药行业无菌、无热源纯化水制取；

　　☆ 电子、电力行业用超纯水；

　　☆ 生物医药用水；

　　☆ 化工、化妆品配料用水；

　　☆ 苦咸水、海水淡化；

　　☆ 电镀涂装行业所用溶液配给，零件清漂洗；

　　☆ 精密机械、特种材料，光电材料，石英制品行业用的清洗，配给，冷却水；

　　☆ 饮用纯净水、食品饮料用水。

　　统一的“干闭湿开”反渗透机理模型　　有几个经典模型

　　1.Sourirajan的优先吸附毛细孔模型：弱点干态电镜下，没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。

　　2.溶解扩散模型：不认为有孔。

　　3.干闭湿开模型：上个世纪80，90年代，邓宇等提出的，能够解释1和2模型的统一的现代最贴切的逆渗透机理模型。既“干闭湿开”反渗透模型，统一了两个最经典的反渗透机制模型，细孔模型，溶解扩散模型。即

　　膜干时，膜空收缩致密，孔隙闭合，电镜下看不到；

　　膜湿时，膜材料溶胀，膜的孔隙被溶剂溶胀，孔打开。合并就是“干闭湿开”脱盐模型。
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膜法处理电镀清洗废水零排放工艺设计与研究

    摘要:用纳滤-反渗透-反渗透膜组合处理方法对电镀清洗废水进行处理工艺设计,使电镀清洗废水形成闭路循环;整个工艺流程无任何物料添加和损耗,水和镀液离子全部回收利用.并用模拟配制的镀镍漂洗废水进行实验研究,考察操作压力、进水浓度和料液浓缩倍数对工艺各级膜组件分离效果影响,结果显示与预期相符,设计工艺能实现电镀清洗废水零排放处理目标,生产实际应用可行.

    关键词:电镀废水;膜工艺;工艺设计;实验研究

    据统计,目前我国每年排放出的电镀废水约达40亿m3,而电镀废水治理大部分是采用各废水混合后再处理.这种电镀混合废水治理达标排放的传统方法虽经有效治理能达标排放,但仍有大量重金属离子等污染物流进江河湖海,或渗入土壤地层,不仅污染环境,破坏生态,危害人类健康和寿命,也浪费了宝贵资源.未来电镀行业发展的趋势应是彻底消除污染,实现废水处理零排放.

    分析电镀生产过程,电镀废水大体可分为前处理废水、电镀清洗废水、后处理废水以及电镀废液.其中,镀件清洗废水是电镀废水中的主要来源之一,几乎要占废水排放总量的80%以上.再加上当前电镀生产主要采用的是漂洗长流清洗工艺,其耗水量大,浪费惊人,水环境污染更是十分严重.其实,电镀清洗废水中的绝大部分污染物是由镀件表面附着液在清洗时带入,成分与镀槽溶液相同,其他污染物极少,可返回镀槽而再用.因此,将电镀生产线上的清洗废水分别收集并将其有效分离,使分离后的净化水再作电镀清洗水循环回用,浓水再浓缩到一定程度后返回镀槽,从而使镀件清洗废水的水、镀液离子和助剂全部回收,达到电镀清洗废水零排放的目标.膜分离技术的发展极大地促进了电镀废水有效利用和零排放处理的生产实际应用.

    1·膜法电镀清洗废水处理零排放工艺设计

    由于电镀清洗废水中的主要污染物是重金属离子,不含太多的有机物、悬浮物及杂质等,适合于直接采用膜分离.薛莉娉报导了采用单一的纳滤膜工艺对电镀含镍废水处理进行的研究,提出了纳滤膜具有操作压力低、水通量大、对电镀含Ni2+废水有去除率高等优点,但透过水的水质仅能达标排放或回用于镀件初级的漂洗要求.而在精密电镀生产中,对水的纯度要求非常高,纳滤透过水直接用作精密电镀清洗则达不到纯度要求.陈锋等人则直接使用三段式反渗透膜工艺对电镀含镍废水进行处理研究,虽然可以获得高纯度的渗透水用于精密电镀生产,同时也能将镀镍漂洗水浓缩40倍后而回用.但整个系统存在能耗大等方面不足.如采用“纳滤+反渗透”组合优化工艺处理电镀清洗废水，不仅其处理产生的净化水纯度高可直接再用于精密电镀生产，同样能有效浓缩回收金属离子，并使电镀工艺成本最低化.

    1.1 原理

    电镀生产线上的镀件清洗工艺废水因未加其他物质,成分与电镀液相同,故将电镀清洗废水处理系统直接采用纳滤和反渗透组合工艺就可实现电镀清洗废水处理零排放设计.

    其基本原理是前级采用纳滤膜对镀铜、镀镍、镀锌等电镀清洗废水中的多价金属离子有较高截留率,同时可获得较高的水回收率;后级一组反渗透膜用来处理纳滤的透过水,使反渗透膜组件的出水达到去离子水质标准;另一组反渗透膜用来处理纳滤的浓缩水,选择部分浓缩液回流工艺设计,利用回流阀门调节控制使浓缩量达到配置电镀液需要量后,返回镀液槽再用.整个电镀清洗废水形成闭路循环处理系统,并在实现电镀清洗废水零排放要求的同时,保证清洗回用水水质纯净、废水中的金属离子与助剂全部回收和返回镀液的浓缩要求.

    1.2 工艺流程

    工艺流程设计如图1所示.

    1.3 说明

    电镀生产线上产生的镀件清洗废水,分别汇集到各工艺段设置的集水箱,先用石英砂和5μm微滤膜进行预处理,以除去电镀废水液中大颗粒悬浮杂质、微生物、胶体等,确保膜免受机械损伤,防止纳滤膜表面污染及结垢,然后输送到废水箱.

    1.3.1 纳滤

    把废水箱中的预处理后电镀清洗废水用泵输入纳滤膜组件进行纳滤分离,由于纳滤膜对多价离子的高截留性能和高透水性能,透水回收率能达到90%以上.为保证装置的正常运行和纳滤膜的使用寿命,纳滤膜应选用抗污染纳滤膜.

    1.3.2 反渗透浓缩

    对纳滤的浓缩液还需要用反渗透作进一步浓缩.使浓缩浓度提高至电镀液浓度要求.同时考虑到在前级纳滤膜分离时,纳滤透水回收率高,其浓缩废水量远小于膜透过水的量.因此,这一级反渗透选用部分浓缩液回流工艺设计,使RO的浓缩达到镀液浓度要求,透过水因其浓度高于前级纳滤膜的透过水而返回到原废水处理箱,再用作前级纳滤膜的进水,以提高水和镀液成分的回收率透.此级反渗透由于进水浓度和浓缩浓度都较高,因此,需要选用高压泵和耐高压反渗透抗污染膜,同时还应考虑能量回收装置.

    1.3.3 反渗透淡化

    对于纳滤膜分离后的透过水,需要的是水的净化回用.因而本级反渗透是按镀件清洗工艺对清洗水的水质要求而设置.如电镀镀件对清洗的水质要求不高,本级反渗透装置不需设置,其前级纳滤透过水已能满足清洗水质要求,就可直接用纳滤透过水返回作镀件漂洗或淋洗水.如水质要求很高，纳滤透过水达不到清洗水的水质要求,则要设置反渗透再作进一步除净化处理.为提高反渗透回收率和保证透过水的水质.选择分段式反渗透工艺设计能同时满足以上要求.反渗透膜透过水基本达到去离子水的水质标准,完全能满足一般和高档镀件的清洗要求.浓缩液返回到原废水处理箱,再作为前级纳滤膜的进水,以提高水和镀液成分的回收率透.

    整个工艺流程形成了闭路循环处理系统,没有其他物质进入,也没有物质损失,实现零排放设计.同时使返回的浓缩液浓度达到镀液浓度要求,回用的镀件清洗水达到或接近去离子水标准,满足精密电镀清洗水的水质要求.

    1.4 计算

    根据膜分离技术应用设计要求和物料平衡原理,工艺设计的膜技术参数可按分段式工艺和部分浓缩液循环工艺计算.

    2·实验研究

    2.1 实验目的

    根据设计的工艺流程,采用模拟配制的镀镍漂洗废水对各级、段分离膜组件的处理效果进行试验,考察设计工艺流程实际应用的可行性.

    2.2 实验装置

    实验装置设计如图2所示.

    2.3 实验材料

    2.3.1 膜元件

    膜元件分别为DuraslickNF2540;DuraslickRO2540;FILMTECSW30-2540.

    2.3.2 试验料液

    用宁波某电镀厂镀镍车间镀件漂洗废水取样分析,并参照镀镍液的配方比例,用RO产水(电导率<2μs·cm-1)配制.即按硫酸镍:氯化镍:硼酸:光亮剂等于240:40:45:1.0的比例配制成含Ni2+浓度为135~180mg·dm-3,pH值为4.5~5.2的镀镍漂洗废水,作为模拟前级纳滤过程的试验料液;后级的反渗透净化和反渗透浓缩分别采用纳滤过程后的透过水及浓缩水.

    2.4 测定方法

    用原子吸收分光光度法检测Ni2+离子浓度,Ni2+离子的浓度范围:0.03~8mg·dm-3,用去离子水调正含Ni2样品的浓度至仪器测量范围.

    2.5 实验结果

    按图2配置连接实验装置,在室温条件下以全回流和部分浓缩液回流的方式连续运行,膜组件透水流量用TCF校正,控制进水流速和回收率在单支膜元件使用条件限制值以内.用变换试验水质、更换膜组件、改变膜分离工艺方式和调节操作压力等步骤,完成纳滤分离、反渗透净化和反渗透浓缩模拟试验.

    2.5.1 纳滤分离过程

    纳滤分离的目的是截留分离废水中的Ni2+离子和其他胶体等杂质,获得尽可能大的膜通量,并为后级反渗透处理废水回用作精细预处理.操作压力(ΔP)对纳滤膜分离效果的影响如图3所示.进水浓度(Cf)对纳滤膜分离效果的影响如图4所示.

    由图3可见,随着操作压力(ΔP)提高,纳滤膜的产水通量(Jw)几乎呈线性增加;而Ni2+离子的截留率(R1)开始会随着操作压力(ΔP)升高而增大,但当操作压力超过1.0MPa时,Ni2+离子的截留率(R1)随着操作压力(ΔP)升高而降低.由图4可知,进水的Ni2+离子浓度在400mg·dm-3以下,基本无大的变化;而Ni2+离子浓度在400mg·dm-3以上,通量和截留率都略有下降,但其变化不大.其原因主要是由于纳滤过程的浓差极化和料液中含有的有机物浓缩所造成.在电镀生产工艺中,电镀清洗废水的Ni2+离子浓度一般都在400mg·dm-3以下,虽然对实际应用的纳滤分离过程影响关系不大.但纳滤分离过程不能采用太大的回收率(或浓缩倍数),否则除了会降低纳滤分离效果以外,还会有严重的浓差极化和纳滤膜污染.

    2.5.2 反渗透净化过程

    工艺设计的本级反渗透处理目的是在提高水质的同时尽可能获得高的回收率.实验也采用二段式工艺设计试验运行,用变换进水浓度的方法模拟锥形排列的膜组件内实际分离情况.实验开始以纳滤透过水作试验料液,对Duraslick RO 2540于膜组件进行试验.然后以NiSO4等化学试剂调整进水料液中的Ni2+离子浓度,用改变操作压力考察压力与浓度对反渗透膜的分离效果影响.在试验浓度范围内,反渗透的膜通量和脱除率性能受浓度影响很小.这是因为经前级纳滤膜截留分离后,其他杂质浓度大大降低,进水水质完全符合反渗透进水要求,Ni2+离子浓度低浓差极化小,微量杂质不构成阻碍和影响反渗透膜通量与截留率.

    2.5.3 反渗透浓缩过程

    反渗透浓缩的目的是尽可能地脱除浓缩料液中水的成份,提高浓度使其满足返回电镀槽液的浓度要求.本实验是在纳滤浓缩的基础上将料液再浓缩,即用前级纳滤的浓缩液作试验料液,选择抗污染、耐高压的FILMTECSW30-2540反渗透膜元件,选用部分浓缩液回流式工艺流程进行试验.浓缩倍数(n)对反渗透分离性能的影响如图5线所示.

    由图5可知,反渗透膜通量(Jw)和Ni2+离子截留率(R)都随着浓缩倍数(n)的增大而降低,并有相同的变化趋势.在试验条件下将料液浓缩120倍,Ni2+平均截留率大于92％,最终浓缩Ni2+离子浓度至15.00g·dm-3左右,含水量大幅降低,达到电镀补充液配制量要求后返回到电镀槽中进行再生产,回收了废水中的镍.再高的浓缩倍数需要更高的操作压力和能耗,并且易造成膜分离过程的严重浓差极化和反渗透膜的污染,需要频繁的反渗透膜清洗而损坏设备.这在实际工程中综合权衡效果和效益等方面因素,一般不会采用.

    3·结论

    (1)纳滤-反渗透-反渗透膜法处理电镀清洗废水工艺设计理论依据可靠,技术路线合理,能实现水和镀液金属离子全部回收的零排放目标.前级纳滤膜处理能在较低的操作压力下获得较高的水通量和较高的多价离子截留率.后级反渗透对纳滤透过水的处理,能使水的品质提高到几乎达到去离子水的水质标准.后级反渗透对纳滤浓缩水的处理,采用部分浓缩液回流工艺,可根据浓缩要求调节控制阀门和流量,满足返回镀液槽液的浓度要求.其余水返回水箱再处理,全过程无物质添加和损耗.

    (2)实验研究表明:纳滤膜对Ni2+离子有很好的截留效果,截留率一般都在92％以上.Ni2+离子在600mg·dm-3以下范围内,进水浓度对纳滤过程的水通量和截留率影响都不大.反渗透对Ni2+离子具有更高的截留率,反渗透对纳滤透过水中Ni2+离子的截留率一般都在99％以上.在Ni2+离子浓度240mg·dm-3试验范围内,反渗透的水通量和截留率基本无变化.在反渗透浓缩过程中,随着浓缩过程的进行,浓度逐渐增大,浓差极化越来越明显,分离效果也逐渐降低.因此,过度浓缩易造成分离过程的严重浓差极化和膜污染,为减轻浓差极化等因素对浓缩分离的效果不利影响,应控制较大的进水流量或循环流量.当截留率下降趋势明显时，膜受污染需要及时清洗.实际工程中应综合权衡处理效果和效益两方面考虑,一般将浓缩液浓缩到返回镀槽镀液浓度要求即可.

    (3)限于实验室条件,设计的纳滤-反渗透-反渗透组合工艺未进行实际联合运行试验.在工程实际应用中,应注意工艺各级膜组件的配置和排列方式,以保证系统中每个膜组件内的各个膜元件回收率不大于使用条件的限值,进出口流速应控制在不小于使用条件的限值,这样可提高膜利用率和减少污染,降低设备投资和维护成本,有利于工艺的推广应用.

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超滤膜技术在21世纪水处理领域的展望

摘要： 本文介绍了半死端超滤膜技术的典型设备，和运行工艺及其优化。并且介绍了在世界范围内此项技术在地下水，地表水，等常规水源处理，以及海水和污水回用等非常规水源方面的应用。

关键词： 超滤 半死端 水处理 应用

在20世纪的最后10年，世界范围内水处理设施的拥有者开始出现了转变。（可饮用）供水开始逐渐由大规模的，政府控制运营的方式转变为私人拥有的，多个国家共同参与的事业，并且也被视为本世纪的下一个商业机会。由此，出现了对新的水处理技术以及降低水处理成本的需求。此种需求必然导致膜技术的兴起。从60年代开始，膜技术最早起源于海水淡化的反渗透膜。而后膜技术得到了非常迅速的发展，并且被广泛应用于越来越多的领域。既脱盐反渗透后，一系列更疏松的渗透膜被开发出来，包括从纳滤（疏松反渗透），到超滤（去除细菌和病毒），到微滤（去除悬浮固体）。并且任何一种应用都有其独特的，可以特殊设计的膜来满足要求。在早期大部分膜过滤采用错流过滤的形式，即液体沿与膜面水平的方向流动，这样的过滤形式可以防止“膜垢”的产生，但却仅有一小部分的液体真正能够过滤出来。因此这种过滤形式导致非常高的能耗，从而阻碍了膜在大规模水处理设施上的应用。

1 综述

于水处理，尤其是大规模的水处理设施，能耗已经成为一个非常明显的重要指标。如果膜技术要成为大规模的水处理设施的主要技术之一，就一定要降低能耗。因此，许多膜制造商开始开发低能耗的膜过滤系统，即所谓的死端过滤或半死端过滤。

此系统的工作原理类似咖啡过滤机，水中的固体悬浮物沉降在膜的表面。这部分固体通常被成为“污垢”，只要水中含有固体悬浮物，就必然会有“污垢”产生。为保证膜的产水量保持不变，膜过滤压力必然不断增加，因此运行一段时间后需要从与过滤相反的方向对膜进行清洗，因此有时我们也称为“半死端过滤”。沉积在膜表面的固体被清洗排出，从而膜又恢复了最初设计的性能。虽然反冲洗能够去除系统中大部分的膜污染，但有时仍然需要更有效的办法对膜进行彻底清洗。因为许多物质黏附在膜表面，仅通过机械力无法将其去除。这部分物质通常为有机物或微生物有机物，经过较长时间的运行，这部分物质会堵塞膜孔。膜的堵塞问题应该被称为“污垢”，它是运行过程不希望发生的情况。堵塞物可以溶解（对于一些小分子有机物）并通过膜，如果其对膜表面的黏附不是非常强的情况下；或者被膜截留，对于一些微生物有机物，当它们附着在膜表面后，还会进一步繁殖。这种膜污染的主要通过化学清洗去除，也是一种可逆污染。膜污染真正的问题是那些无法去除的不可逆的污染。

2 半死端超滤技术

近几年发展的发展的半死端过滤技术是XIGATM的核心技术，它是根据8寸半死端过滤超滤膜组件发展起来的。XIGATM的核心技术采用8寸压力容器，这是通常反渗透的标准设计。在每个压力容器中，可以放入多个膜组件。每个膜组件为1.5米长，毛细管式膜，膜丝内径0.8或1.5mm，每个膜组的膜面积为22或35m2。膜过滤的过程分为过滤、反洗、和化学加强反洗三个步骤。

成功应用半死端过滤技术的关键，是将过滤、反洗、化学加强反洗三个过程合理设计，从而使最终用户获得最低的运行费用。因此没有必要将单位膜面积的出水率总是保持在尽可能大的水平上。因为反冲洗不必加入任何化学药剂，并且进行时间很短（通常为20～60秒）因此反冲洗的费用远远低于化学加强反洗，我们认为反冲洗是去除膜表面沉积污垢的首选方法。

为了更清楚的解释这个问题，下图表示系统运行过程中膜两端压力的变化。图中A段表示过滤过程，B段表示反洗过程，C短表示化学加强反洗过程（CEB）。

A过程进行中，对于特定的水质，需要保证的关键指标是膜通量和膜过滤压力。因此若降低反洗和化学加强反洗的频率，就将影响膜的通量。同时就将使系统的投资增加。另外一个方法是改善入水的水质，通过加药或进行化学预处理。这同样要增加投资和运行费用，因此通常要根据实际在这两种办法中进行权衡。

对于B过程，膜过滤压降取决于膜表面垢层的厚度，和反洗时的机械压力。反洗应尽可能充分，保证能够被反洗掉的污垢充分去除，这是推迟化学加强反洗的频率的一种有效方法。另外这个过程中也存在反洗的机械压力（如反洗水的流量）和改变垢层厚度（加入预处理）这两种方案之间的权衡的问题。

C过程，化学加强反洗（CEB），仅在进行了反冲洗后膜两端的过滤压降仍然达到了预定值后，或者在预先设定的较长的反洗次数以后。所使用的化学清洗剂是一些常规化学药剂的混合物，包括次氯酸钠、双氧水、次氯酸等，可以非常地容易的处理掉污垢层。

3． 超滤技术在水处理领域中的应用

虽然超滤可以有很多的应用领域，但大规模的水处理通常集中在以下方面：

( 饮用水供水终端

( 地表水处理

( 海水处理

( 流体的回用

3．1饮用水处理

由于对饮用水的质量要求越来越严格，水处理公司投入越来越大的精力来控制供水管网中存在的微生物的量。为了做到这一点，因此一种方法是进行昂贵、频繁的水质检验，或者在供水终端设置防止细菌和病毒进入的屏障。

采用UF系统，可以非常方便的建成这样的屏障。超滤膜对细菌的去除率可以达到6log，对于病毒的去除率达到4log，因此水厂和用水者都不必在担心细菌和病毒的问题。由于饮用水的质量本身就很高（浊度和悬浮固体都非常低），因此此时的膜系统可以可以采用很高的膜通量，可以达到135升/平米.小时。同时较高的入水条件，因此反冲频率和化学加强反洗的频率都可以非常低，产水量可以达到99％。如果需要还可以设立二级超滤系统，将第一级的反洗水进一步回用。

3．2地表水处理

UF系统非常多的应用在地表水处理上，处理后的水用于灌溉或作为反渗透的入水，来制备工业用水。

在荷兰，出现了越来越多的这类工厂。这种技术提供了一种新型的工业用水的方式，即不必在购买越来越贵的饮用水，而是就近取用地表水处理后使用。

3．3海水淡化

中东地区是水资源缺乏最严重的地方。为了解决这个问题，最早人们通常采用蒸馏技术。从十九世纪60年代，膜技术被用于解决这些国家的缺水问题。但是，许多反渗透海水淡化系统面临着膜污染严重的问题。主要因为反渗透系统的传统的预处理方法无法提供可靠的入水水质。因此绝大多数淡化工厂，在远远低于其设计出水量的情况下工作，甚至有些工厂的出水量达不到最初设计的30％。

小型淡化装置的研究非常清楚的表明，超滤系统可以非常有把握的控制海水的水质，为反渗透系统提供高质量的入水。长期试验也表明，超滤系统的出水SDI值可以非常好的控制在2以下。这些测试在超滤系统前不必用任何预处理，并且适用各种海水水质。

3．4污水回用

西方国家费了很大的精力处理废水，处理后确仅仅是将其通过排水管网排到地表水源中，这种作为非常不合理。再一次，超滤因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。

其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是作为工业用水，甚至是饮用水的一种非常好的水资源。这在技术上是完全可以实现的，但西方用户确非常难以相信这种做法。与其说这是技术上的难题，不如说是一个心理的难题。但是，目前在纳米比亚的Windhoek，已经在建设一个850吨/小时的水厂，就是采用膜技术将污水处理厂的出水回用为饮用水。

4．结论

半死端超滤是一种丝毫不必怀疑的技术。它具有广泛的应用，有些用于小型的项目，但另外一些，象我们上面提到的一些项目规模很大，甚至非常大。这种技术关系到人类必须面临的一个问题，如果世界仍然按目前的速度发展的话。即可饮用水资源，它是每个人的生活的一个重要部分。发展一种技术保持饮用水资源，是维持人类生活的唯一办法，也是保证下个世纪水不会像油一样的唯一方法。