登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
[摘要] 针对水资源短缺和严峻的水污染现状,寻找能有效保障水安全的策略是亟待解决的社会发展问题 之一。膜分离技术的高效、操作简单等优点使其在水安全保障方面备受关注。本文介绍了我国水安全问题的内涵和现状,对膜分离技术在新水源开发、废水减排和饮用水安全保障三个领域的应用和研究进展进 行了综述,分析了膜分离技术在保障水安全领域的作用,提出了解决水安全问题的策略和方法。
1 前言
水作为重要的自然资源和社会资源,在整个人 类活动中起着举足轻重的作用。近年来,一方面, 随着我国社会经济的迅速发展、城镇化进程的加 快,用水需求量持续增长与水资源短缺之间的矛盾 日趋突出;另一方面,由于气候变化、社会活动加剧 和环境污染等原因,使得我国不同地区在同一时期需要面对水多、水少和水脏等问题。总而言之,我 国水资源总体形势不容乐观,水安全问题对社会经济发展的约束作用在不断增强。
膜分离技术因其处理效率高、适用范围广、易 与其他过程集成等特征,在水处理领域得到广泛应用。材料和工程等相关科学的不断进步,进一步推 动了膜分离技术的快速发展,应用领域也从常规的水处理扩展到特种或非常规污染水处理,在保障水安全方面发挥了重要作用。为此,本文从水安全的内涵出发,对膜技术从不同角度保障水安全的进展 进行综述,对未来的发展趋势进行展望。
2 水安全的内涵与我国水安全问题现状
水安全问题的成因既有自然因素也有人为原因。从表象来看,“水安全”是指“所有与水相关的 要素未对人类社会的稳定与发展构成威胁,或者说 存在着某种威胁,但属于可控范围之内”。
因此,水安全问题既涉及社会和国家安全,又与自然资源领域密切相关,其内涵包括多个方面: a. 水量充裕和结构均衡的水资源安全;b. 能提供品 质安全的饮用水源、具有容量内纳污能力和服务功 能的水环境安全;c. 能保持生物多样性和实现自我净化与修复的水生态安全;d. 涉及水领域的各种水 工程安全;e. 包括结构供水和城乡供水的供水安全。
目前,我国水安全问题主要体现在以下几个方 面:a. 水资源短缺,人均水资源量为 2200 m3,仅为 世界水平的 28 %,近 2/3 的城市不同程度存在缺水问题,且水资源时空分布不均,与生产力布局不相 匹配,发展需求与水资源条件之间的矛盾突 出 ;b. 水环境污染,相当量的排污水处理不彻底,使 江河湖海和地下水受到不同程度的污染;c. 水生态 破坏,据中国科学院南京地理与湖泊研究所统计, 近 30 年来因围垦等人为因素而消失的湖泊有近百 个,湿地生态环境在一些地区持续恶化;d. 水灾害 问题突出,我国南方洪涝、北方干旱及水土流失等 问题突出;e. 突发事件多,近年来,我国极端气候、突发性水源污染事故、自然灾害频发,威胁城市供水 安全,影响了正常的生产与生活秩序,造成了较严 重的社会影响;f. 传统净水工艺应对新污染有局限 性,我国90%以上的水厂修建于《生活饮用水卫生 标准》(GB 5749—2006)实施之前,所采用的传统水 处理工艺对不断出现的新有机污染物去除能力有限。面对复杂和严峻的水安全问题,膜分离技术 可以从源头和终端两个环节来应对和缓解水安全 危机的进一步恶化,并取得了很多突破性的进展。
3 膜分离技术应对水安全危机的进展
3.1 膜法水处理技术在开发水资源方面的进展
3.1.1 海水淡化
地球上 97 %以上的水资源是以海水的形式存 在,因此,高效的海水淡化技术可以有效缓解淡水 资源不足导致的水安全问题。以反渗透为主的膜法海水淡化技术投资适中、效率高、工艺成熟。据 统计,全球现有 150 多个国家和地区建有海水淡化工厂,已建成和在建海水淡化工厂超过 15 000 个, 淡水产能达到 7×107 m3/d,解决了 2 亿多人的生活用 水问题,满足了一定量的工业生产用水需求。全 球规模最大、技术最先进的以色列 Sorek 反渗透海 水淡化厂于 2013 年 10 月投入全面运营,产水规模达 6.24×105 m3/d,其中约 5.4×105 m3 的水直接进入供水系统,为 150 多万人提供纯净的饮用水,占以色列 市政供水的 20 %。预计到2016 年,全球海水淡化 的水产能将达到1.3×108m3/d,比2008年增加1倍。
反渗透海水淡化的大规模工业化应用主要得 益于超薄反渗透膜制备、组件设计以及能量回收等 技术的成熟。目前,基于芳香聚酰胺超薄复合膜的 反渗透海水淡化过程的能量回收率超过了 50 %,能耗降至 1.8 kW∙h/m3,膜的水渗透系数达到 3.5× 10−12 m3/(m2∙Pa∙s),盐截留率为99.6%~99.8%[6,7], 膜与膜过程的性能均达到了非常高的水平。
随着人们对淡水需求的日益增长,需要进一步 提高反渗透膜的分离性能和使用寿命以降低反渗透过程的产水能耗和成本。在水分子透过细胞膜 机理的启示下,含水分子通道的反渗透膜被认为是未来高通量反渗透膜的重要发展方向之一。近年 来,很多研究者分别通过分子模拟和实验验证了碳 纳米管等多孔纳米介质能够提高反渗透膜通量, 还有部分研究者将含有水通道蛋白的囊泡引入反 渗透膜中制备得到仿生膜,这些具有水通道功能
反渗透膜的开发为今后制备新型的海水淡化膜提 供了很好的参考。
3.1.2 雨水利用
近年来,由于气候变化引发的部分城市强降雨 时有发生,一方面,强降雨给市政供水系统带来很 大危害,影响城市饮用水安全供给;另一方面,大量雨水又给城市带来丰富的水源。因此,合理利用雨 水不仅可以有效防止城市洪涝灾害,还可以开辟出新的水源。目前,国内很少有城市建有雨水利用工 程,即使有也仅仅是简单地通过建筑屋面和道路面收集径流雨水,储存在储水池内,再经过沉淀、混凝 和过滤等方法处理后,作为中水用于城市小区的杂 用水水源。
相比于传统的处理方法,膜技术可以将雨水处 理达到生活水标准,最大限度地发挥雨水的作用。 早在 21 世纪初,悉尼在奥运会举办期间就将膜技术 应用于场区的雨水收集处理系统,采用聚丙烯中空纤维微滤(MF)膜作为预处理,去除水中的悬浮物和 病原体,根据回用水质含盐量的要求,再采用反渗 透除盐,产水加氯消毒后用于冲洗厕所,而反渗透 浓水则用于绿地灌溉。新加坡是一个严重缺水的国家,但雨水较为丰富,降雨以暴雨为主,具有突然 性、局域性、强度大、持续时间短的特征,为此新加 坡公用事业管理局对城市雨水的储存进行了系统规划,陆续建成了 17 个蓄水池(库)和 1 个在下暴雨 时用于防洪的雨水收集池系统,总库容量接近 1×108 m3,积蓄的雨水经过以反渗透为核心的工艺 处理后作为生活用水,所供给的水量占城市总供水 量的 30 % 。
膜技术不仅可以将雨水处理为生活用水,还可 以将雨水处理达到饮用水标准,缓解雨洪所引发的 城市饮用水安全问题,本课题组[16]基于超滤(UF)和 低压反渗透(RO)过程设计和建立了一套产水量达 25 m3/d 的双膜集成装置,可在雨洪期间作为应急供 水使用。
3.1.3 非常规污染水源开发
非常规污染水源是指由放射性物质、生化试剂及《生活饮用水卫生标准》规定之外的物质所造成 的污染水源,为了保护环境和人类健康,非常规污 染水必须经过安全、经济和有效的处置。
以放射性污染水源为例,其处理方法包括化学 沉淀法、膜处理法和离子交换法等。相对于传统的处理方法,膜处理法被认为是最有效的处理方法之一[17]。美国的 RockyFlats 曾安装了一套微滤组合系 统,用于处理含铀、重金属和有机毒物等污染物的 废水,该装置对铀的去除率超过 99.9 %。超滤可以 截留尺寸更小的颗粒物,但仍旧难以截留放射性离 子,常和反渗透联用,或者结合离子交换和电渗析 工艺(EDI),以获得高核素去除率。纳滤(NF)可以有 效去除高价离子,在核工业中主要应用于含硼、钴 的废水和燃料铀的回用处理。与上述 3 种压力 驱动膜过程相比,反渗透处理放射性废水的技术较 为成熟,美国的 Pilgrim、Comanche Peak、Dresden、 Bruce 等核电站都采用反渗透技术处理放射性废 水。与压力驱动膜过程相比,膜蒸馏对非挥发性的 放射性核素具有 100 %的理论截留率,Zakrzewska 等论证了膜蒸馏技术处理废水的可行性,但由于过程热能利用率较低、膜长期使用的亲水化等问题 阻碍了膜蒸馏技术在该领域的大规模应用。
生化试剂是另一类重要的非常规污染物,膜技 术对水体中生化污染物的去除也有较好的效果。本团队曾开展以纳滤为核心过程的去除饮用水中
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
高盐废水是指总含盐量至少3.5wt%的废水。高盐废水来源广泛、成分复杂,通常含有大量Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、Mg2+等可溶性无机盐离子,以及含量不等的重金属离子。其中,火电厂洗煤工艺中产生的脱硫废水就是一种典型的工业高盐废水。因此,高盐废水的处理难度极大,能耗极高,并且处理过程中通常还伴有
盐湖提锂火了!在水务企业2021业绩整体表现不尽人意之时,很多企业开始将目光瞄向新的领域,而盐湖提锂这个站在“最强风口”上的赛道成为了如碧水源、巴安水务、久吾高科等膜分离技术企业的新的选择。那么,龙头企业们纷纷布局的“盐湖提锂”究竟是什么?他们为什么选择了这个赛道?盐湖提锂站上新风口
本文综述了近年来基于二维纳米材料的水处理功能膜研究进展,重点介绍了共混法、自组装等制备方法,并总结了此类功能膜在抗污染、膜通量恢复、强化污染物去除、调控盐截留及污染物监测领域的应用。最后对基于二维纳米材料的水处理功能膜发展方向,如限域催化、调控盐分离、监测传感等新兴领域进行了分析和展望。
7月6日—7月8日,青岛国际水大会在青岛西海岸新区顺利召开,大会以水资源、水环境、水生态、水安全为四条产业线,涵盖工业与城市污水资源化利用、城市饮用水安全保障、城市水务及智慧水务、海水淡化利用、膜分离技术、水生态修复、垃圾渗滤液处理以及污泥处理等诸多领域。陕西鼎澈膜科技有限公司(以下简称“鼎澈膜”)携最新产品——国产化高性能海水淡化膜参加本次大会,鼎澈膜营销总监王帅就产品特性、公司发展等问题与北极星环保网进行了深入交流。
反渗透膜分离技术是在高于溶液渗透压作用下,利用半透膜拦截水中的盐类、胶体、微生物以及有机物等杂质,实现溶质与溶剂的有效分离。反渗透技术在电厂锅炉补给水处理中有广泛应用,是制备电厂生产所需除盐水的重要工序。补给水系统反渗透回收率通常为75%,排放约25%的浓水。反渗透浓水为经常性排水,水量不容忽视,如果浓水直接外排将造成水资源的浪费。
工业废水零排放脱盐过程不可避免地会产生大量浓盐水。浓盐水的主要成分是无机盐、重金属,也含有预处理、氯化、脱氯和脱盐等过程所用的少量化学品,如阻垢剂、酸和其他反应产物。这种没有被完全处理好且含有毒素的水若未经严格控制就被排放到外界环境中,会造成严重的环境污染问题,因此浓盐水的处理已经是制约工业废水排放的关键技术。
海水淡化利用具有较强公益性,既需要市场积极参与,也需要政府规范引导。《行动计划》着力从明确浓盐水处置要求、健全标准体系、强化激励措施等五方面推动完善政策标准体系。
本文简要概述了膜分离技术的发展现状,梳理了膜分离产业发展相关标准和产业政策,同时介绍了膜分离产业国内外市场发展现状并对面临的机遇和挑战提出了展望。
本文围绕膜污染问题,介绍了影响膜污染的主要因素以及实际运行过程中的膜污染类型;概述了膜污染主要机理,并对其完善历程展开回顾;简述了减缓膜污染的各种措施,并且在此基础上,重点介绍了膜污染预处理技术及各类预处理技术的特点。
两会落幕,一些热门提案得到了国家有关部门的快速响应。近日,中国膜工业协会受托专门介绍了全国政协委员、南京工业大学校长乔旭提交的“关于国家大力支持发展膜分离技术、推进工业污水资源化利用”的议案,其中观点对厦门来说颇具建设性。
今年1月份,国家发展改革委、科技部、财政部等十部门共同发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》,指出要加快推动城镇生活污水资源化利用,积极推动工业废水资源化利用,稳妥推进农业农村污水资源化利用,实施污水资源化利用重点工程。今年两会上,全国政协委员、南京工业大学校长乔旭带去了“关于
2月27日,中国能建葛洲坝生态环保公司党委书记、董事长杨贞武与中国能建投资公司党委书记、董事长吴立成会谈。双方就深化环保水务、固废处理、土地整治等业务领域合作深入交流并达成共识。会谈现场杨贞武介绍了葛洲坝生态环保公司发展战略、市场布局等情况。他表示,公司聚焦“六全”领域,围绕“七网
经过长达一年半时间的技术交流,设计方案比选和激烈的市场竞争,最终,我司凭借着卓越的实力和不懈的努力,子公司--KWI法国公司与西班牙公用事业GSInima公司,在法国签订了Shuweihat四期独立海水淡化厂气浮预处理工艺包合同。气浮作为反渗透前段预处理工艺,处理能力为90万吨/天,为海水淡化厂核心设备
近日,碧水源、渤投水务、中电建中南院成功组建项目公司,共同建设“渤海新区黄骅市海水综合利用一体化工程项目”,总投资额超5亿元。该项目建设内容包括取排水系统、预处理系统、海水淡化系统、光伏及储能系统等设施,项目建设期2年,运营期30年。该项目设计植入光伏和储能系统,实现绿电制绿水,必将
11月26日,经过168小时满负荷平稳试运行,中国能建江苏电建一公司承建的蓬莱发电有限公司2*350兆瓦海水淡化EPC项目安装工程投运。该公司首次参建的海水淡化项目取得圆满成功。该项目位于山东省烟台市蓬莱区北沟镇聂家村北,建设日产1万吨的膜法海水淡化处理装置,供蓬莱公司生产、发电、供汽用水。项目
近日,自然资源部海洋战略规划与经济司发布《2022年全国海水利用报告》。《报告》显示,截至2022年底,全国现有海水淡化工程150个,工程规模2357048吨/日,比2021年增加了500615吨/日。其中,万吨级及以上海水淡化工程50个,工程规模2145428吨/日;千吨级及以上、万吨级以下海水淡化工程52个,工程规模
9月26日,碧水源与清华海峡研究院(下称“海峡院”)在北京签署合作协议。碧水源董事长、总裁黄江龙,海峡院工程物理产业促进中心主任黎祥银出席签约仪式,并进行座谈交流。黄江龙欢迎黎祥银一行到访,并介绍了碧水源的发展战略和业务情况。他表示,碧水源作为一家集膜材料研发、膜设备制造、膜工艺应
8月23日,中国能建葛洲坝生态环保公司与潍坊海赋能源集团有限公司签署战略合作协议。中国能建葛洲坝生态环保公司党委书记、董事长杨贞武与潍坊海洋发展集团有限公司党委副书记、副董事长、总经理,潍坊海赋能源集团有限公司董事长张祥伟见证签约并座谈。杨贞武介绍了葛洲坝生态环保公司发展战略和业务
摘要本发明提供的一种风冷式太阳能海水淡化装置,将冷凝面设置在加热面蒸发面上方,海水蒸发冷凝过程成为自发过程。利用烟囱效应解决蒸汽冷凝问题。风冷技术措施加速海水蒸发冷凝。海水管将海水从装置外输运到光热转换单元。光热转换单元将太阳能转换成热能并产生蒸汽。蒸汽管将蒸汽从光热转换单元输运
近日,碧水源旗下的北京碧水源分离膜科技有限公司再次中标舟山六横海水淡化厂换膜项目,这是继去年首批碧水源自主研制的海水淡化反渗透膜在该项目投入使用并验证了性能堪比进口产品后,双方的再次携手合作,将对我国沿海缺水城市生产“生命之水”的能源成本控制起到示范性作用。舟山作为国家海水淡化产
7月13日,中国电建所属山东电建三公司与ACWAPower签订沙特拉比格四期海水淡化项目。这是中国电建在沙特继拉比格三期,朱拜勒二期、3A海水淡化、3B海水淡化工程后,签订的第5个大型海水淡化项目。项目位于沙特红海沿岸拉比格市,采用100%反渗透海水淡化技术,日产水量60万立方米,主要为圣城麦地那供水
北极星水处理网获悉,7月3日,水利部官网发布《水利部国家发展改革委关于加强非常规水源配置利用的指导意见》,提出到2025年,全国非常规水源利用量超过170亿立方米;地级及以上缺水城市再生水利用率达到25%以上,黄河流域中下游力争达到30%,京津冀地区达到35%以上;具备条件的地区集蓄雨水、海水及海
近日,中建一局承建的白沙黎族自治县县城污水治理工程(施工)项目举行开工仪式。项目位于海南省白沙黎族自治县,建设内容包括市政排水管道改造工程、污水提升泵站工程、县城中水回用工程等,建成后将完善白沙县县城市政排水管网设施,提高县城排水能力,推动县城生态文明建设。
近日,中项网发布了3月第二周最新中水回用项目汇总,包括山西公司污水处理厂及中水回用项目、山西公司中水厂建设项目等。01山西公司污水处理厂及中水回用项目预算投资总额:20000万元进展阶段:初步设计项目所在地:山西省运城市项目详情:污水处理厂及中水回用工程项目位于运城经济技术开发区运三高速
3月12日,东明县工程塑料产业园污水处理厂升级改造及脱盐中水回用项目EPC中标候选人公示,第一中标候选人为深圳市蓝清环境科技工程有限公司,投标报价为下浮率2%,工期14个月。项目总投资约12000万元,拟建设废水提标COD达标处理系统一套;废水脱盐中水回用系统2套;密闭除臭系统一套及相关配套设施。
3月8日,襄汾经济技术开发区高端装备制造产业园污水处理厂中水处理及回用工程项目招标,计划总投资4434.62万元,项目总用地面积5842.56m2,总建筑面积2359.97m2。以襄汾经济技术开发区高端装备制造产业园污水处理厂尾水为中水水源,新建处理能力4000m3/d中水处理厂一座,主要包括综合水池及泵房、臭氧
3月5日,襄阳市排水设施收费监理处发布2024年03(至)12月政府采购意向,计划4月份采购卧龙污水处理厂新建工程等四个项目,预算总额25300万元。(1)项目名称:卧龙污水处理厂新建工程建设内容:新建卧龙镇污水处理厂一座,近期规模为1万吨/天,并配套建设污水进厂管道及尾水排放管道。招标范围:项目前
2月23日,阿拉善公共资源交易网发布阿拉善高新技术产业开发区高盐污水资源化处置利用及收集设施维护改造项目和浓盐水集中处理及中水回用资源化处置特许经营权项目招标计划发布,预估发包价2.3亿元。项目招标人为阿拉善高新技术产业开发区(乌斯太镇)城乡建设局。招标内容为将现有存量浓盐水(约270万
1月24日,山西晋城市丹河新城污水处理厂中水回用项目第一标段中标候选人公示,第一中标供应商为山西丹河建筑工程有限公司,报价9241.528546万元。本项目位于晋城市丹河新城金村起步区,泵站建设地址为丹河新城污水处理厂中北部。管网建设为在丹河新城金村起步区范围内进行中水管网铺设。建设规模及内容
1月19日,郑州航空港经济综合实验区水资源与水利工程合作建设(一期)项目实施机构及相关特许经营权项目公开招标,合作期限30年。本次招标的实施机构(中标人)主要工作内容为:一是编制“郑州航空港经济综合实验区水资源与水利工程合作建设(一期)项目实施方案”,并报管委会审查批准;二是依法依规
近日,中项网发布了1月第二周最新中水回用项目汇总,包括公兴再生水厂二期项目、中水处理厂二期项目、十户滩新材料工业园区污水处理厂深度处理及中水回用项目等。01四川公司公兴再生水厂二期项目预算投资总额:2100万元进展阶段:初步设计项目所在地:四川省成都市项目详情:新建6万吨/日地埋式污水处
近日出台的一则文件,为污水处理行业新一年“绿色进阶”指明了方向。2023年12月29日,国家发展改革委、住房和城乡建设部、生态环境部联合印发《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》(以下简称《实施意见》)。《实施意见》指出,我国生态文明建设进入以降碳为重点战略方向的关键时期。污水处
近日,淄博市水务集团控股淄博麦王水务有限公司组织召开《淄博麦王水务有限公司中水项目可行性研究报告》专家评审会,邀请上海市政工程设计研究总院、淄博市规划设计研究院、淄博市建设项目环境评审服务中心、淄博市水利勘测设计院、山东典图生态环境工程有限公司的5名专家参评。会上,与会专家查阅了
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!