1、正向滲透(FO)技術

　　1.1 正向滲透(FO)的原理

　　用只能透過溶劑而不能透過溶質分子的半透膜將溶劑和溶液隔開，溶劑分子將在滲透壓的作用下自發(fā)地從溶劑側透過膜進入溶液側，這就是滲透現(xiàn)象，也即所謂的“正向滲透”。

　　1.2 正向滲透膜在水處理中的應用

　　1.2.1 海水淡化

　　FO用于海水淡化是其研究比較為廣泛的領域之一。早期的應用研究主要見于一些專利中，但這些研究大都不成熟，可行性不高。

　　1.2.2工業(yè)廢水處理

　　早期有研究報道了FO膜用于低濃度重金屬廢水的處理，但由于其采用的RO(反滲透)膜污染嚴重，通量下降迅速，因而未得到深入開展。

　　1.2.3垃圾滲濾液處理

　　美國俄勒岡州科瓦利斯市的CoffinButte垃圾填埋場每年可產生(2-4)×104m3的垃圾滲濾液，為達到土地利用的水質標準，必須將出水的TDS降到100mg/L以下。

　　2、反滲透膜技術

　　2.1 反滲透(RO)的原理

　　反滲透是一種以壓力為推動力的膜分離過程在使用中為產生反滲透壓需用水泵給含鹽水溶液或廢水施加壓力以克服自然滲透壓及膜的阻力使水透過反滲透膜，將水中溶解鹽或污染雜質阻止在反滲透膜的另一側。

　　2.2 反滲透膜在水處理中的應用

　　2.2.1在水處理方面的常規(guī)應用

　　水是人們賴以生存和進行生產活動必不可少的物質條件。由于淡水資源日益缺乏，世界上反滲透水處理裝置的能力已達到每天數(shù)百萬噸。

　　2.2.2在城市污水方面的應用

　　目前，反滲透膜在城市污水深度處理方面的應用尤其是污水處理廠二級出水回用及中水回用等，已受到高度重視。

　　2.2.3在重金屬廢水處理方面的應用

　　含重金屬離子廢水的常規(guī)處理方法都只是一種污染轉移,即將廢水中溶解的重金屬轉化成沉淀或更加易于處理的形式，其比較終處置常常是進行填埋，而重金屬對地下水和地表水環(huán)境造成二次污染的危害依然長期存在。

　　2.2.4在含油廢水方面的應用

　　含油廢水是一種量大面廣的工業(yè)廢水，若直接排入水體，會在水體表層產生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水中缺氧、生物死亡、發(fā)出惡臭，嚴重污染生態(tài)環(huán)境。油3.5mg/L、總有機碳(TOC)(16~23)mg/L的油田采出水處理到鍋爐用水水質于是處理后的水回用于電站鍋爐給水。

　　3、微濾和超濾膜技術

　　3.1 超濾(UF)和微濾(MF)的基本原理

　　超濾和微濾都是在靜壓差的推動力作用下進行液相分離的過程，從原理上說并沒有什么本質上的差別，同為篩孔分離過程。在一定壓力作用下，當含有高分子的溶質和低分子溶質的混合溶液流過膜表面時，溶劑和小于膜孔的低分子溶質(如無機鹽)透過膜，成為滲液被搜集;大于膜孔的高分子溶質(如有機膠體)則被膜截留而作為濃縮液回收。能截留分子量500以上、106以下分子的膜分離過程稱為超濾;只能截留更大分子(通常被稱為分散顆粒)的膜分離過程稱為微濾。

　　3.2超濾和微濾膜的應用

　　超濾、微濾技術可以有效去除顆粒狀物質，包括微生物，如隱胞蟲子、賈第蟲、細菌和病毒。還可通過一定程度地降低消毒副產物前體物的濃度和限制消毒過程中氧化劑需求量來減少消毒副產物。但對水中有機物的去除率很低，僅在20%以下。超濾和微濾的使用范圍比較廣，能夠適用于處理不同的水質量。

　　4、納濾膜技術

　　4.1 納濾(NF)原理

　　納濾(NF)是一種新型分子級膜分離技術，是目前世界膜分離領域研究的熱點之一。NF膜孔徑在1nm以上，一般在1-2nm;對溶質的截留性能介于RO與UF膜之間;RO膜幾乎對所有的溶質都有很高的脫除率，但NF膜只對特定的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去除二價、三價離子，Mn≥200的有機物，以及微生物、膠體、熱源、病毒等。納濾膜的一個很大特征是膜本體帶有電荷，這是它在很低壓力下(僅0.5MPa)仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數(shù)百的膜也可脫除無機鹽的重要原因，也是NF運行成本較低的主要原因。NF適合各種含鹽水源，水利用率一般為75%~85%，海水淡化時在30%~50%，沒有酸堿廢水排放。

　　4.2 納濾膜在水處理中的應用

　　4.2.1 納濾膜在飲用水中的應用

　　納濾操作壓力小，是飲用水制備和深度凈化的首選工藝。

　　目前，大多數(shù)城市的給水水源均受到不同程度的污染，而自來水廠的常規(guī)處理工藝對水中有機物去除率不高，當采用氯殺菌消毒時，氯又會與水中的有機物會生成鹵代副產物。Peltier等4年的跟蹤研究表明：采用納濾系統(tǒng)后水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水余氯的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，比較終網(wǎng)線中三鹵甲烷(THMs)的形成比未采用納濾系統(tǒng)時減少了50%。另外，由于生物降解型溶解有機碳(BCOD)的減少，改進了產水的生物穩(wěn)定性。

　　納濾技術能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此脫鹽(desalination)是納濾技術應用比較多的領域。膜法水處理技術在投資、操作和維修及價格等方面與常規(guī)的石灰軟化和離子交換過程相近，但具有無污泥、不需再生、完全除去懸浮物和有機物、操作簡便和占地省等優(yōu)點，應用實例較多。納濾可以直接用于地下水、地表水和廢水的軟化，還可以作為反滲透(Reverseosmosis，RO)、太陽能光伏脫鹽裝置(Photovoltaicpowereddesalinationsystem)等的預處理。

　　4.2.2 納濾膜在海水淡化中的應用

　　海水淡化是指將含鹽量為35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的飲用水。

　　4.2.3 納濾膜在廢水處理中的應用

　　(1)生活污水

　　生活污水一般用生物降解/化學氧化法結合處理，但氧化劑的用量太大，殘留物多。薛罡等采用微絮凝纖維球過濾.超濾.納濾組合工藝對賓館洗浴廢水進行了小試試驗。超濾出水水質可達到回用至賓館廁所沖洗、綠化等環(huán)節(jié)的用水要求，納濾出水水質可達到生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749.85)，可以回用至賓館洗衣、洗浴等用水要求更高的環(huán)節(jié)。

　　(2)紡織、印染廢水

　　紡織廢水中含有的染料很難用生物的方法去除，Hassani研究了酸性、活性、直接和分散染料水溶液的濃度、壓力、總溶解性固體和無機鹽含量等對納濾膜截留性能的影響。