季敬福

摘要：膜分離技術(shù)有成本低，效率高和操作簡單的特點，并且使用的化學(xué)藥品相對比較少，可以有效的辨別分離出來的物質(zhì)。從而進行高度提純，和傳統(tǒng)的方法相比有很多優(yōu)勢。文章分析其技術(shù)原理，探討其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù)；水處理環(huán)境工程；應(yīng)用

引言

經(jīng)濟的快速增長使得大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活廢水排入水體，造成嚴重水污染，雖然不像洪水和旱災(zāi)那樣更易沖擊人們的視線，但日益加劇的水污染實際上已逐漸成為世界性的災(zāi)難，無論是對人類生存安全所造成的威脅。

一、膜分離技術(shù)的原理

膜分離技術(shù)的原理是，在液體混合物中，對不同組成成分的液體或者液體膜的選擇通透性也是不相同的，膜的分離技術(shù)是指利用膜的選擇選擇滲透性的不同發(fā)揮其工作，借助外界能量、化學(xué)位差，對不同成分組成的氣體和液體，進行分離提純，在污水處理、食品、能源和化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且得到快速的發(fā)展，膜分離技術(shù)是一種新型的分離方法和傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比，其主要優(yōu)點是工藝簡單、消耗的能源比較小，不會造成二次污染，能夠取得很好的分離凈化效果。膜分離技術(shù)有很多功能，主要包括：對混合氣體或者液體的分離、濃縮、凈化，并且操作過程十分簡便，能夠起到很好的凈化效果，消耗的能源比較小，有一定的環(huán)保特點，方便對操作過程的控制。所以，現(xiàn)今在食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、生物研究領(lǐng)域、 水處理、化工行業(yè)、石油和電子領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟效益，而且有一定的環(huán)保效果，在目前的分離技術(shù)中，膜分離技術(shù)受到了全社會的廣泛關(guān)注。

二、膜分離技術(shù)現(xiàn)狀

膜分離是指利用具有選擇性透過能力的薄膜作為分離介質(zhì)，在外界能量或化學(xué)位差的驅(qū)動下實現(xiàn)雙組分或多組分混合物的分離、純化、濃縮等處理的一種新型分離技術(shù)。目前工業(yè)化應(yīng)用較為成熟的膜分離技術(shù)主要有微濾、超濾、納濾、反滲透和電滲析等。與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有顯著優(yōu)勢：a. 過程能耗低，大多數(shù)膜分離過程是在低溫或室溫條件下進行的，且分離過程中無相變發(fā)生，與萃取、蒸餾、蒸發(fā)等傳統(tǒng)分離過程相比，能耗得以大幅降低；b. 膜分離技術(shù)的分離效率高，產(chǎn)水水質(zhì)優(yōu)良，傳統(tǒng)混凝、沉淀等技術(shù)以重力分離為主，其最小極限是微米級，而膜分離技術(shù)可以實現(xiàn)對納米級物質(zhì)的分離，水中的消毒副產(chǎn)物、病毒、細菌及有機物都可以通過膜分離技術(shù)去除，而且經(jīng)膜分離處理后的水質(zhì)明顯優(yōu)于其他處理方法；c. 膜分離過程中藥劑添加量極少，傳統(tǒng)水處理技術(shù)需要投放大量化學(xué)藥劑，可能對水質(zhì)產(chǎn)生二次污染，而膜分離技術(shù)可以從根本上解決這一問題；d. 膜分離技術(shù)操作簡單，維護成本不高，且可以提供可靠穩(wěn)定的水質(zhì)，出水水質(zhì)只和膜選擇性有關(guān)，與原水運行條件和水質(zhì)關(guān)系不大；e. 膜分離技術(shù)所需設(shè)備占地面積小，膜分離環(huán)節(jié)通?？梢灾苯右氲狡髽I(yè)原有的生產(chǎn)工藝流程中，避免了對生產(chǎn)線的大幅度改變；f. 膜分離過程通常以壓力作為推動力，易于實現(xiàn)自動化。

三、膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

1.處理工藝廢水

隨著工業(yè)發(fā)展的進程的逐漸加快，工業(yè)廢水的排放造成了環(huán)境的污染，也成為了環(huán)保部門頭疼的問題。一些工業(yè)廢水的排放沒有按照指定的要求進行排放，廢水排放的范圍比較廣、排量大、化學(xué)物質(zhì)含量超標(biāo)，有的含有的一定的毒性，對人類的健康和環(huán)境的保護都產(chǎn)生了很大危害。為了人類的生活的健康和環(huán)境保護，對廢水進行回收處理，有效的節(jié)約能源，促進經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)廢水的回收要進行嚴格的處理并進行一定的檢驗，只有檢驗合格后，才可以進行排放。在進行廢水處理的過程中，膜分離技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，對工業(yè)廢水而言，不但可以有很好的分離凈化效果，經(jīng)過相關(guān)的處理之后工業(yè)廢水可以達到排放標(biāo)準，廢水中的有效成分可以得到回收和在利用，實現(xiàn)能源的在循環(huán)，還能達到節(jié)能和環(huán)保的效果。所以，膜技術(shù)在工業(yè)廢水的處理中得到了廣泛的應(yīng)用。工業(yè)廢水在經(jīng)過膜處理之后，可以達到排放標(biāo)準，對廢水中有用的物質(zhì)可以實現(xiàn)再回收，實現(xiàn)了資源的循環(huán)，在一定程度上促進了經(jīng)濟的發(fā)展。

2.處理飲用水

經(jīng)濟發(fā)展逐漸加快，環(huán)境的污染問題也越來越嚴重。人們對飲用水的質(zhì)量提出了更高的要求，水污染的因素有很多，飲用水的凈化問題也越來越突出。對水體進行凈化，主要是去掉水中的雜質(zhì)、細菌和一些有效的成分。膜分離技術(shù)的應(yīng)用為水資源凈化提供了便利，以其自身特點，為飲用水進行處理帶來了歷史性變革。膜處理技術(shù)在凈化水資源會有多種方法，主要包括了微濾方式、超濾方式和納濾方式等等，膜處理技術(shù)有著強大的過濾功能，對去除水中細小的顆粒有著很好的效果和傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，有一定的優(yōu)越性，對納米型的微粒，常用的過濾方式是不能將其去除的，應(yīng)用膜分離技術(shù)對以上現(xiàn)象有很好的效果，能夠有效的去除水中的漂浮的雜質(zhì)和有害物質(zhì)，有效的提高了飲用水的質(zhì)量。

3.海水淡化

海水是地球分布比例最大的水資源，針對水資源的危機，對海水進行淡化處理，是解決水資源危機的有效方法?，F(xiàn)階段，運用海水資源淡化技術(shù)，包括反滲透、電滲透和膜蒸餾技術(shù)等等。利用電滲析技術(shù)對海水進行淡化處理，淡化處理后的海水可以當(dāng)成飲用水使用，主要缺點是對能源的消耗比較高?；厥赵诶眯实?。然而利用反滲透膜進行海水淡化處理，可以消耗較少的能源，得到更高的脫鹽率。反滲透技術(shù)的應(yīng)用，是海水淡化領(lǐng)域的重大突破，它降低了海水淡化的成本?，F(xiàn)今，利用反滲透技術(shù)對海水進行淡化處理，并用這種處理方式制造飲用水，可以解決水資源危機，有效的降低水資源的淡化成本。正是因為以上的優(yōu)勢在海水淡化的過程中。反滲透技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。膜蒸餾技術(shù)有很多優(yōu)點，如操作簡單、能源的消耗小、環(huán)保，有效延長了膜的使用時間。

四、膜技術(shù)應(yīng)對水安全問題的發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，人工合成化合物的種類與數(shù)量劇增，新型污染物不斷出現(xiàn)，水污染導(dǎo)致的水安全問題也日趨復(fù)雜。膜技術(shù)在水安全保障方面得到了廣泛的應(yīng)用，但是部分膜過程效率低及膜污染問題是制約其更好應(yīng)用的主要因素，因此未來研究工作應(yīng)主要集中于提高膜性能及過程效率，具體主要有以下5 個方面：a. 新型膜材料與膜組件研發(fā)，發(fā)展耐污染、高性能的膜材料與膜組件，延長膜組件使用壽命，增加運行穩(wěn)定性；b.通過開發(fā)更高通量和截留率的膜來降低反滲透等壓力驅(qū)動膜過程的高運行壓力，從而降低過程的能耗；c. 膜分離機理研究，目前對膜分離機理的研究還不夠系統(tǒng)、全面，加強對膜分離機理的研究有助于更好地了解相關(guān)膜過程，從而增強對實際應(yīng)用的指導(dǎo)性；d. 新型膜工藝流程設(shè)計與優(yōu)化，單一膜過程難以達到滿意的處理效果，因此需要對膜工藝進行組合優(yōu)化，

控制膜污染程度，提高處理效率；e. 提高膜法海水淡化的產(chǎn)水水質(zhì)，降低產(chǎn)水中硼酸等有害物質(zhì)的含量，保留部分微量元素和礦物質(zhì)。反滲透作為目前在脫鹽方面應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，需要較高外壓力且膜易污染，而新興的正滲透過程因具有高水回收率、低膜污染和潛在的低能耗等優(yōu)勢，在發(fā)電、脫鹽和食品濃縮等領(lǐng)域顯示出較好的發(fā)展前景，正滲透也將會在應(yīng)急供水等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。另外，可以利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源的膜蒸餾及其他新型膜過程為一些遠離陸的島礁開發(fā)提供用水保障。

五、結(jié)語

綜上所述，膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，隨著該技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用的領(lǐng)域和前景將會不可限量。

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