膜系统
膜系统的介绍（资源化与零排放）
膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中很重要的手段之一。
膜分离与热蒸发组合技术是将技术复合，实现集中联产，优势在于工艺的选择灵活，可适应不同的水质，能根据地理位置气候条件、除盐规模大小、排放要求、不同的运行模式和技术的特殊性等特定情况组合出符合要求的处理方法。
针对水质复杂、污染性强的废水，需对其预处理，目的在于使废水满足相应浓缩和蒸发固化技术对水质的要求，是浓缩和蒸发固化环节正常运行的必要前提。某工业项目工艺就采用了“石灰软化+超滤+反渗透+蒸发结晶”的组合技术来处理工业废水。石灰软化预处理可以使重金属子混凝沉淀，得到很好的去除，并能去除一部分的COD。废水经预处理后进入超滤与反渗透的组合工艺处理，运行较为稳定，膜使用寿命能延长到3年。膜处理产生的浓盐水最后进入机械蒸汽压缩系统进行蒸发结晶，最后进入盐分离器，完全分离盐水，达到“近零排放”的处理目标。
主要的膜技术及应用
膜浓缩是利用膜的选择透过性，对废水进行浓缩减量的过程。当今应用较多的膜处理技术主要有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）以及膜蒸馏技术。
可将其根据除盐能力的强弱进行粗划分，即微滤<超滤<纳滤≤电渗析<反渗透。
- 微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）
- 反渗透 (RO)
- 正向渗透（FO）
- 电渗析
- 膜蒸馏
微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）
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微滤：是以压力差为推动力，多孔滤膜为过滤介质，利用筛分原理将不溶性粒子（0.1~10μm）进行分离，操作压力范围在0.05~0.5Mpa。微滤膜允许大分子和溶解性固体（无机盐）等通过，但会截留悬浮物，细菌，及大分子量胶体等物质。
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超滤：能截留0.001~0.01μm的物质，截留分子量为1000~300000，允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，去除大分子有机物、胶体、蛋白质、和微生物等，超滤是利用超滤膜的微孔蹄分机理，主要应用于饮用水、工业废水处理及高纯水制备等。
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纳滤：介于反渗透和超滤之间，主要去除1nm的溶质离子，截留相对分子质量为200~1000。纳滤膜的孔径在纳米级，能让水完全通过，截留或部分截留比水分子量大的物质。纳滤膜能通过大部分Na+和Cl–等单价离子，对Ca2+、Mg2+、SO42-、COD等多价离子却有较高的截留率。
滤膜常用的聚合物材料有聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚氯乙烯等目前在反渗透、超滤和微滤三种膜分离技术中，以微滤的应用相对较广。超滤应用于医药、化工、水处理的等领域。微滤多用于给水预处理，也应用在医药、化工、电子等领域。超滤和微滤也都应用在高盐废水的处理中，但一般用作预处理。
反渗透 (RO)
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反渗透是通过向高渗透压侧溶液提供压力，使水分子通过RO膜向低渗透压侧渗透的技术，随着水分子的转移，高浓度测溶液的浓度被不断提高。理论上，RO膜可以截留＞0.1nm的物质，能有效截留水中的无机盐、胶体和相对分子量＞100的有机物，其除盐率高达95%～97%，具有安全可靠，出水水质稳定等优点。
反渗透中水的回收率在75%左右，COD、BOD去除率85%以上，同时脱除含氮化合物、氯化物和磷。
反渗透技术通常用于水的软化处理、废水处理以及食品、医药工业、化学工业的提纯、浓缩、分离等方面。
正向渗透（FO）
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与RO技术相反，正渗透是利用FO膜的选择透过性使水分子自发从较低渗透压侧透过FO膜流向较高渗透压侧的技术，是一种浓度驱动的新型膜分离技术，具有除盐率高、浓缩能力强、膜污染小和回收率高等优点。在废水浓缩过程中，必须配置和再生浓度极高的汲取液才能使废水中的水分子不断通过FO膜转移到汲取液之中。
正渗透在很多领域上得到应用，如海水淡化、废水处理，食品及药品加工和利用渗透发电等方面均表现出广阔的应用前景，同时也成为了世界膜分离领域研究的热点。
膜系统背景介绍
电渗析
- 电渗析是在直流电场中设置若干交错排列的阳膜和阴膜，利用电极对阴阳离子的驱动力和滤膜的选择透过性实现废水的浓缩减量。在外加电场下，废水中的阴阳离子会在电极驱动下向相反电极移动，由于阴离子不能透过阳膜，阳离子不能透过阴膜，因此会在两极之间形成交错排列的淡水室和浓水室。电渗析的浓缩效果非常显著，其浓缩液TDS可达200g/L以上，可以极大地减少废水流量。
膜蒸馏
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膜蒸馏采用疏水膜，是以膜两侧蒸气压为驱动力的膜分离技术，适用于非挥发性溶质溶液的浓缩。
综上所述，各种膜浓缩技术均有其更好的运行条件和浓缩极限，在实际应用中需根据废水水质、水量、蒸发固化要求等选择一种或多种合适的浓缩技术。
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