电渗析

电渗析(ED)是以直流电为推动力，利用阴阳离子交换膜对水溶液中阴阳离子的选择透过性，使一个水体中的离子通过膜迁移到另一水体中的物质分离过程。1952年，美国Ionics公司，根据电渗析原理，研制成功世界上第一台电渗析器，用于苦咸水淡化制取生活饮用水。70年代频繁倒极电渗析技术(EDR)开发成功，使电渗析装置运行更加方便，工作应用更加稳定；日本50年代末开发这一技术，60年代用于海水浓缩制盐和氯碱工业制浓盐水；我国1958年开始研究开发电渗析技术，1965年我国第一台电渗析装置试用于成昆铁路建设，1967年完成了异相离子交换膜的工业化生产，三十年来，已在海水、苦咸水淡化制取生活饮用水和工业用纯水、超纯水制造，发挥了显著的效果。其应用面遍布全国各地的各行各业，其应用面之广和膜产量大均居世界同行前列。在我国，电渗析已成为一种成熟的水处理工艺技术。电渗析本体已按专业标准组织生产，制水量从每小时几十升到几十吨多种规格可选，工程应用可由单台至几十台组合排列，以满足不同制水量和不同脱盐效果的要求。 

与国际水平相比，我国电渗析工艺工程水平已接近世界先进水平，差距较大的是离子交换膜的品种单一，限止了这一技术在高浓度浓缩和不同离子分离等方面的应用，就水处理行业而言，尽管有少数电渗析装置进口，但由于进口电渗析价格大大地贵于国产装置，所以目前国内电渗析仍由国货所统治。1995年统计，电渗析用于苦咸水淡化，总造水量达1.07×106 t/d。

反渗透

反渗透(RO)是以压力为推动力，利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从某一含有各种无机物、有机物和微生物的水体中，提取纯水的物质分离过程。1960年Loeb和Sourirajan，根据上述原理制备了世界上第一张高脱盐率、高通量的不对称膜醋酸纤维素(CA)反渗透膜。70年代初美国杜邦(Dupont)公司开发成功了芳族聚酰胺(PA)中空纤维反渗透膜；80年代初聚酰胺复合膜及卷式元件研究成功，80年代末，高脱盐率复合膜及卷式元件投入生产；90年代中，超低压高脱盐度聚酰胺复合膜及元件投放市场。我国反渗透膜技术的研究开发，始于1965年，1967-1969年的“全国海水淡化会战”为CA不对称反渗透膜的开发打下了良好的基础，1982年我国第一个CA卷式膜元件研究成功，1983年CTA中空纤维组件研制成功；1984年大型8"卷式组件研制成功；1985年8"大型中空纤维组件研制成功。这些组件成功地应用于18MΩ-cm超纯水，高压锅炉补给水，无菌无热源水和食用纯净水……的制造。并产生了重大的社会和经济效益，近三年来，由于国外卷式PA复合膜的大量进入中国市场，对国产CA卷式膜的冲击很大，目前国产CA卷式膜已停产，而国产CTA低压中空纤维膜组件，虽其脱盐率低于进口PA复合膜，但其由于相对价格低，供货充足，目前仍在生产，以满足市场的需求。 

在反渗透工艺研究和工程应用方面，80年代末，国家“七.五”科技攻关期间，电子工业用18MΩ-cm大型工业化超纯水系统、高压锅炉补给水用大型反渗透装置，和海岛苦咸水反渗透淡化制取饮用水，三项示范工程获得成功，并在全国范围内纯水、超纯水的制造中得到大力推广应用，该项目获国家科技进步一等奖。1991年国产CTA中空纤维反渗透膜组件用于食用纯净水生产获得成功，我国第一批纯净水投放市场，1994年二级反渗透系统研制成功，并首次用于纯净水的制造，割除了原工艺中的离子交换过程，1995年膜法直接制取医用注射用水获得成功，并分别在安徽繁昌制药厂和北京协和医院投入示范考核运行。制备的无热源水符合中国药典(95版)和美国药典(21版)注射用水的标准。 

与国外相比，我国反渗透工艺和工程技术已接近国外先进水平，但膜和组器技术同国际同类产品仍有较大的差别，复合膜虽已完成中试放大，但离工业生产仍有较大距离，当前反渗透膜组件市场，中空纤维型仍以国产CTA膜组件为主，而卷式型，基本上由进口PA复合膜元件所占据。在工程上，引进PA复合膜和其他关键部件，设计制造反渗透装置，取代了以往整机进口的局面，实践证明是成功的。但注意的是许多小企业由于缺乏反渗透系统设计的专业技术，用户技术培训不到位，操作、维护不当，致使反渗透膜使用寿命大大缩短，这已成为当前我国反渗透工程应用中的一个普遍问题，应引起同行的注意。

超 滤

超滤(UF)以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程，其切割分子量(CWCO)103、106，孔径1100 nm。 

1965年，首先由美国亚米康(Amicon)公司开发成功中空纤维式超滤器，并投放市场。超滤应用范围很广，除在水处理工程中，用于除菌、除热源、胶体和大分子有机物等外，还可以用于许多特殊溶液的分离、精制，如血液净化、蛋白质精制、大分子有机物与盐的分离和脱水等。同时，由于超滤是常温操作对那些热敏性物质，如果汁、生物制品等的分离、浓缩、精制特别有效，节能效果尤为显著。 

我国超滤技术的开发始于70年代初，最初开发的CA管式膜组件首先用于电泳漆行业中然后应用于酶制剂的浓缩，80年代初，聚砜(PS)中空纤维超滤组件研究成功，80年代中期卷式超滤组件研制成功，90年代初聚丙烯中空纤维组件研制成功。目前在水处理行业中，聚砜和聚丙烯中空纤维式组件应用最多。 

与国际产品相比，国产超滤膜组件品种单一，通量和截留率综合性能较低，抑制了超滤技术在水处理以外领域应用的进展步伐。在水处理工程应用中，虽有少数公司推出全自动快冲洗 式装置，但在实际应用中仍是以手动为主，水通量难于稳定，另一方面，大型化装置应用较少，但由于国际产品较贵，目前国内超滤市场仍以国产为主。

纳 滤

纳滤(NF)介于反渗透和超滤之间，是近十年发展较快的一项膜技术，其推动力仍是水压。纳滤膜的开发始于70年代，最初开发的目的是用膜法代替常规的石灰法和离子交换法的软化过程，所以纳滤膜早期也被称之软化膜，目前国际上的纳滤膜多半是聚酰胺复合膜，其切割分子量在百量级，对氯化钠的脱除率约80%左右，而对硫酸镁的脱盐率高达98%，最大的优点是操作压力仅为0.5 MPa，在水的软化、低分子有机物的分级、除盐等方面优点独特，应用广泛，值得注意的是，纳滤在饮用水的深度处理方面，引起了各国工程技术人员的极大兴趣，他们试图采用纳滤膜技术除去饮用水中对人体危害极大的微量低分子有机物和部分除去无机盐。 

我国纳滤技术的研究虽在80年代末就开始了，但目前仍处在实验室研究开发阶段，尚无产品投放市场。工程技术方面，已引进美国Filmtec公司NF-70型纳滤膜组件开发水处理应用研究，但国内还未见到纳滤膜在大型水处理工程中应用的报道。

微 滤

微滤(MF)是一种精密过滤技术，它的孔径范围一般为0.1～75 μm，介于常规过滤和超滤之间。1952年，德国Sartorius公司，首先生产经营CN微孔滤膜，用于微生物污染检测。二次大战后，美国对MF技术进行了广泛的研究，并于1954年成立了目前著名的Millipore公司，随后，英国、日本、苏联等国家都形成了自己微滤工业。从而使微滤技术得到了迅速的发展，应用范围从实验室的微生物检测急剧发展到制药、医疗、航空航天、生物工程、微电子、环境检测、饮料和饮用水深度处理等广阔的领域，全世界MF膜的销量，一直居于领先地位。 

我国微滤膜的研究始于70年代初，从混纤维片发展到聚砜、尼龙、聚偏氟乙烯等膜片，增强型MF膜的连续生产，为折叠式标准滤芯的制造创造了条件，而标准折叠式滤芯的问世为我国MF技术在大制水量工程中的应用成为现实。折叠式微孔滤芯可根据制水量的大小，任意并联，装于不锈钢过滤器中，以满足不同制水量的要求，在工业纯水、超滤水的终端过滤，矿泉水、纯净水的除菌过滤，大输液用水的过滤和家用净水器等领域得到了广泛的应用，已初步形成我国自己的微滤产业。 

与国外水平相比，常规微滤膜的性能和国外同类产品的性能基本一致，折叠式滤芯在许多场合替代了进口产品，但在错流式微滤膜和组器技术及其在工程中的应用等方面，仍落后于国外，这就抑制了微滤技术在较高浊度水质深度处理中的应用