膜在自然界中，特别是在生物体内是广泛而恒久地存在着，它与生物起源和生命活动密切相关，是一切生命活动的基础。膜过程在许多自然现象中发挥了重大的作用，在现在经济发展和人民的日常生活中也扮演者重要的角色。

在人类早期的生活和生产实践中，就已不自觉地接触和应用了膜过程。在中国汉代的著作《淮南子》中，已有了制豆腐的记载。后来，人们又掌握了制腐皮、薄粉等方法。这可以说是人类利用天然物制食用“人工薄膜”的最早的记载。

对膜过程的利用，中国最早的记述可以追溯到2000多年以前，当时人们在酿造、烹饪、炼丹和制药的实践中。就利用了天然生物膜的分离特性：古籍中提到“皖蒲厚洒”，“弊箪淡卤”及“海井”淡化海水。但在其后漫长的历史进程中，中国的膜技术没有得到应有的发展，虽有少数人对它感兴趣，也只不过作为点缀而已，在国外，250多年前，Nollet便注意到水能自发的扩散穿过猪膀胱进入到酒精溶液这一渗透现象。不过，由于受到人们认识能力和当时科技条件的限制，直到1864年Trauble才成功地研制出人类历史上第一片人造膜——亚铁氰化铜膜。在这之后，对膜及膜过程的研究并没有突破性的发展，虽有Gibbs的渗透压理论及别的热力学理论作基础，但由于没有可靠的膜可供采用，研究工作曾一度被迫停顿。

20世纪中叶，随着物理化学，聚合物化学，生物学，医学和生理学等学科的深入发展并趋于完备和系列化，电子显微镜等现代分析技术的发展和各种新型膜材料及制膜技术得到不断开拓，现代工业对节能、资源再生、环境污染消除的需求加强，反渗透、超滤、纳滤、微滤、电渗析和气体分离等各种膜分离技术开始在水的脱盐和纯化、石油化工、轻工、纺织、食品、生物技术、医药、环境保护等领域得到应用。

20世纪50年代以后，由于大规模生产高通量、无缺陷的膜和紧凑的、高面积/体积比的膜分离器上取得突破，掀起了研究各种分离膜、发展不同膜过程的高潮，平均每10年就有一种新的膜技术进入工业应用：20世纪50年代为微滤和离子交换，60年代为反渗透，70年代为超滤，80年代为气体分离，90年代为渗透汽化，获得了巨大的经济效益和社会效益。

最近30年，膜分离技术作为一项新型的高分离、浓缩、提纯及净化技术得到广泛应用，新的膜过程不断得到开发研究，如渗透汽化、膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放等过程的研究工作不断深入。目前膜分离技术的发展正处于从微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜电解、扩散渗析及透析等第一代膜过程向气体分离、蒸汽渗透、全蒸发、膜蒸馏、膜接触器和载体介导传递等第二代膜过程过度的时期。

本书是在作者多年从事膜技术与应用教学和科研的基础上编写的，汇集当今科研和应用领域的文献资料，理论联系实际，反映该技术领域的前沿和新技术，立足环境工程与科学、给排水处理专业及有关行业的科研、设计。

本书可供环境工程与科学、水处理等工程技术人员使用，也可供高等院校相关专业师生阅读和参考。

前言

第1章 膜分离技术及发展概述

1.1 膜分离技术

1.2 膜分离技术的发展及研究现状

第2章 膜组件

2.1 膜分离组件基本含义

2.2 螺旋卷式组件

2.3 中空纤维式组件

2.4 板框式组件

2.5 管式组件

2.6 回转式组件

2.7 其他组件

2.8 四种主要组件的性能比较和选择

2.9 膜壳和膜装置

第3章 分离膜

3.1 分离膜的种类

3.2 液体分离膜的特点

3.3 膜材料

3.4 膜性能及评价

3.5 膜及膜材料的改性

第4章 反渗透

4.1 反渗透原理

4.2 反渗透膜

4.3 反渗透膜脱盐机理

4.4 反渗透膜组件和工艺系统

4.5 反渗透膜面浓差极化和膜污染

4.6 反渗透膜污染的清洗处理

4.7 反渗透的预处理系统

第5章 纳滤

第6章 超滤

第7章 微滤

第8章 膜生物反应器

第9章 填充床电渗析

第10章 其他膜分离过程

第11章 膜集成过程及应用

参考文献

本书以膜技术基本知识和理论为基础，紧密联系工程、应用、科研实际，以单元分离方法为主线，较全面地介绍膜技术的发展、应用和存在的问题。全书内容由三个基本模块组成，共11章，第1～3章为膜技术基础知识，重点介绍膜分离的基本概念、分离膜的种类和性能、膜组件的形式和特点，在此基础上阐述膜技术的发展情况；第4～10章为常规膜分离单元方法内容，主要介绍单元膜分离过程的原理、性质、应用特点和存在问题，包括反渗透、超滤、微滤、纳滤、膜生物反应器、填充床电渗析、气体膜分离、液膜和其他单元方法，以膜污染、污染控制和清洗、水处理应用和污水回用为重点；第11童为单元膜分离技术方法的集成应用，重点介绍全膜法（集成膜技术）和单元膜处理方法的应用工艺、设计、存在问题及膜法水处理技术在水资源开发和利用中的应用。

《膜技术在污水处理及回用中的应用》是2005年由化学工业出版社出版的一部关于膜技术的书籍，由刘莉娥等编著。

膜技术在污水处理及回用中的应用

拼音题名

mo ji shu zai wu shui chu li ji hui yong zhong de ying yong

其它题名

并列题名

ISBN

7-5025-6114-5

责任者

刘茉娥等编著

出版者

化学工业出版社

出版地

北京

出版时间

2005

中图分类号

X703

附注

摘要

本书介绍近年膜技术在国内外废水治理和回用中的应用情况、发展动向，以帮助读者了解膜设备性能、工艺流程、设计运行情况以及存在的问题。

全文阅读权限

提供全文阅读服务

第1章绪论1

1.1水污染1

1.1.1水危机及其对策1

1.1.2水污染来源及其组成3

1.1.3污水回用及对水质的要求4

1.2膜技术在污水治理及回用中的应用概况8

1.2.1膜技术在城市污水深度处理中的应用9

1.2.2膜技术在工业废水处理和回用中的应用10

1.2.3膜生物反应器在中水回用中的应用11

1.3如何发挥膜技术在污水治理及回用中的作用14

参考文献14

第2章污水治理中的主要膜过程16

2.1膜过程基础16

2.1.1过程参数的定义16

2.1.2膜通量方程18

2.1.3浓差极化及膜污染20

2.2微滤和超滤膜技术24

2.2.1基础理论24

2.2.2微滤和超滤用膜及膜组件25

2.2.3微滤和超滤在废水处理中的效果及比较26

2.3反渗透和纳滤29

2.3.1基础理论29

2.3.2反渗透和纳滤用膜及膜组件30

2.3.3在废水处理中影响反渗透及纳滤性能的因素33

2.4电膜分离技术35

2.4.1电渗析技术35

2.4.2双极膜技术38

2.4.3电去离子技术42

2.5渗透汽化膜分离技术45

2.5.1原理45

2.5.2发展与现状46

2.5.3膜与装置48

2.5.4PV、VP膜应用工程51

2.6膜集成技术57

2.6.1膜集成与系统集成57

2.6.2微滤/反渗透膜集成技术58

2.6.3纳滤（超滤)/反渗透膜集成技术62

2.6.4电膜/反渗透膜集成技术62

2.6.5膜生物反应器/反渗透膜集成技术63

2.6.6电渗析/超滤/反渗透膜集成技术64

2.7膜市场65

2.7.1给水技术中的膜市场66

2.7.2废水处理中的膜市场67

2.7.3市场预测68

参考文献69

第3章污水治理用膜、膜组件和膜生物反应器72

3.1膜材料和膜组件72

3.1.1膜材料72

3.1.2膜组件形式74

3.1.3浸入式中空纤维膜装置CMF-S及ZeeWeed78

3.1.4三种微滤膜装置用于废水处理性能的比较82

3.2膜生物反应器86

3.2.1膜生物反应器的种类和特点86

3.2.2MBR的运行参数88

3.2.3MBR处理污水的典型流程90

3.2.4膜生物反应器处理污水体系工艺设计举例91

3.2.5一体式MBR的运行实例94

参考文献98

第4章膜技术处理污水体系的构建和运行中故障的防治99

4.1膜污染的形成及影响因素99

4.1.1影响膜污染的因素99

4.1.2反渗透膜的污染特性102

4.1.3膜生物反应器中膜污染的特征102

4.2膜技术处理污水体系的构建和设计104

4.2.1膜和膜组件的选用104

4.2.2操作参数的选用105

4.3膜过程的主要故障106

4.3.1膜的化学损伤106

4.3.2膜的物理损伤107

4.3.3膜污染及浓差极化109

4.4防治膜故障的主要方法109

4.4.1反渗透膜性能下降的防治109

4.4.2MBR中膜性能下降的防治114

参考文献117

第5章膜技术在城市污水处理及回用中的应用119

5.1反渗透技术在城市污水深度处理和回用中的应用119

5.1.1WF21工厂及WestBasin工程120

5.1.2印度Madras市用反渗透处理城市污水供电厂冷却塔127

5.1.3科威特Ardiyah处理三级排放液的反渗透装置及其预处理体系的

设计及经济评估130

5.1.4电聚胶凝预处理结合反渗透进行二级排放液的处理136

5.1.5使用CMF/RO双膜工艺的澳大利亚Eraring电厂的废水处理厂139

5.1.6日本岐阜县使用CMF-RO工艺处理回用水的流程141

5.1.7外源式膜体系的应用141

5.2膜生物反应器在城市污水处理和回用中的应用144

5.2.1应用概况144

5.2.2膜生物反应器的中试和放大应用的研究145

5.2.3KubotaMBR用于英国Porlock市政废水的处理149

5.2.4ZenoGemMBR用于美国科罗拉多州城市污水厂SBR工艺的改造150

5.2.5日本茨城县用浸入式膜生物反应器处理生活排水151

5.2.6膜生物反应器用于宾馆污水的再生回用工程153

5.3用超滤-微滤技术处理污水厂二级排放液154

参考文献154

第6章膜技术在工业废水处理中的应用156

6.1化工和冶金工业废水处理156

6.1.1氨、氮废水处理156

6.1.2酸、碱废水处理157

6.1.3钛白粉废水的处理161

6.1.4纤维工业废水处理162

6.1.5含油废水处理162

6.1.6化工产品工艺废水处理164

6.1.7煤矿废水处理165

6.1.8冶金工业废水处理166

6.1.9涂料废水处理167

6.2石油工业和石化工业废水处理169

6.2.1油田采出水的处理169

6.2.2石化工业废水处理171

6.2.3石化工业区生活污水的处理175

6.3纺织与印染废水处理175

6.3.1纺织与印染废水来源和特征175

6.3.2洗毛废水处理176

6.3.3退浆废水处理177

6.3.4印染废水处理178

6.3.5化纤废水处理180

6.4纸浆造纸工业废水处理181

6.4.1纸浆造纸废水水质与处理方法181

6.4.2膜法处理纸浆造纸废水的工艺183

6.4.3漂白废水的膜法处理186

6.4.4木浆废水的膜法处理188

6.4.5膜法治理与综合利用纸浆黑液190

6.5制药工业废水处理191

6.5.1生物发酵废水191

6.5.2合成药废水195

6.5.3中药废水195

6.5.4海洋药物废水198

6.6食品工业废水处理201

6.6.1味精废水201

6.6.2酒精废水202

6.6.3大豆乳清废水204

6.6.4谷物加工废水205

6.6.5果蔬加工废水206

6.6.6肉类加工废水206

6.6.7牛奶加工废水207

6.6.8水产养殖废水207

6.6.9饮料加工废水208

参考文献208

第7章应用实例213

7.1镀镍漂洗废水处理回用213

7.1.1中试概况214

7.1.2处理能力为3×105m3/a的大型装置的工艺流程及操作维护219

7.1.3运行情况223

7.1.4膜清洗与消毒226

7.1.5经济效益分析227

7.1.6小结229

7.2膜集成工艺从海藻加工废水中提取甘露醇229

7.2.1工程概况229

7.2.2中试及系统设计231

7.2.3系统运行结果238

7.2.4膜污染与清洗241

7.3膜集成技术处理羊绒生产废水243

7.3.1工艺流程243

7.3.2运行情况244

7.3.3杀菌、阻垢与膜清洗245

7.450000m3/d纪庄子污水回用工程246

7.4.1水质指标的确定247

7.4.2中试情况248

7.4.3污水回用工程设计250

7.4.4再生水厂主要经济技术指标252

7.4.5结论252

7.5新加坡裕廊岛废水处理回用工程252

7.5.1工程概况253

7.5.2中型试验及系统设计254

7.5.3工艺流程及运行性能256

7.5.4系统回收率及项目经济性258

7.5.5结论258

7.6纺织废液处理和回用259

7.6.1工程概况259

7.6.2材料和方法260

7.6.3运行结果与讨论261

7.6.4结论262

参考文献263

第8章国内外膜技术部分研究机构、膜工业公司和图书264

8.1国内部分研究机构与膜工业公司264

8.1.1研究机构264

8.1.2膜工业公司267

8.2国外部分研究机构与膜工业公司269

8.2.1研究机构269

8.2.2膜工业公司272

8.3膜技术部分中外文图书278

8.3.1中文图书278

8.3.2英文书279

8.3.3日文书279

参考文献279 2100433B

食品废水处理中应用特点

随着各类服务性营业网点在各城镇区域迅速建立，由此产生的污水排放也日渐增多，尤其是各类饮食场所的污水。以上海为例，1996年对市区100多家餐饮单位总排放口废水取样调查，其主要污染物指标：COD300～2000mg/L，SS3.5～568mg/L，NH3-N6.4～9.2mg/L,动植物油174～421mg/L。再如广州，以平均每家每天排放100m3计算，约有100000m3，但只有大中型酒店的废水经处理后排放(约占30%～50%)。可见，这种废水含污量大，且排放条件差，对环境造成的威胁已不容忽视，对这类废水在排放前处理已成为一项较为紧迫的课题。　　1餐饮废水的特点　　餐饮废水中的污染物可分为悬浮杂质和可溶性杂质。悬浮杂质分为：高分子脂类及其衍生物为主的油类和呈饭类不溶性蛋白、纤维质及淀粉质态的非溶性有机物两类。　　2污水水质　试验用水为南京希尔顿大酒店餐厅废水，主要来自西餐厅和中餐厅。其水质指标如表1所示。　　表1试验用水水质　　3膜技术处理系统运行结果分析　　餐饮废水经砂滤、絮凝等预处理后进入膜生物反应器;将膜面压力控制在0.2MPa左右，考察膜生物反应器组合工艺处理餐饮废水的长期稳定运行效果。　　3.1COD去除效果分析　　废水在进膜的启动期(第一周)，进水COD保持在440～530mg/L之间，经过处理后的出水COD质量浓度在150～240mg/L之间，去除率为65%-70%左右，是实验中去除率最低的时期，这是由于：a.污泥在这个阶段还没有完全适应新的基质，微生物对废水COD去除效果不是很好;1).由于是刚刚进膜，无机膜表面没有形成凝胶层，膜的分离作用主要依靠膜的实际孔径，很多小于膜孔径的分子会随着水流出，使出水的COD偏高。在实验初期，上清液的COD值一直很高，出水的COD值也居高不下，但是随着实验的进行，活性污泥逐渐适应了新的基质，水力循环使废水和污泥混合更加均匀，污泥有了良好的分散性，活性污泥的比表面积也大大增加，提高了生物反应器对COD的去除效果;同时，膜表面的凝胶层也逐渐形成，增加了膜的阻截能力，也使出水的COD大大下降。在整个实验期间，虽然进水的COD逐渐增加，但是出水的COD一直稳定在一很小的范围内变化。废水的COD的去除率也由67%增加到97%左右。这是因为通过膜的截流作用，使微生物在膜的表面富集，同时，污泥中的微生物的种类多种多样，使很多不容易沉积的物质也得到了处理，这也是比传统活性污泥法优越的地方。　　具体的COD值变化见图1。　　油去除效果　　餐饮废水中油的含量是最高的，如果不经过处理，直接排入水体中，将会导致水体的富营养化，使水体中的藻类大量繁殖，并且藻类死亡后又会使水体受到其分解物的二次污染，消耗大量的溶解氧，导致水体中鱼类大量的死亡，为此，提高油的去除率是处理餐饮废水的一个很迫切的问题。