劉 洋

（秦皇島市海港區(qū)環(huán)境保護(hù)局，河北 秦皇島 066000）

膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用與發(fā)展

劉 洋

（秦皇島市海港區(qū)環(huán)境保護(hù)局，河北 秦皇島 066000）

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，其引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，尤其是水環(huán)境問(wèn)題。水環(huán)境污染防治已成為當(dāng)前我國(guó)重要的工作任務(wù)。由于膜技術(shù)具有高效、實(shí)用、可調(diào)、節(jié)能和精密分離等優(yōu)點(diǎn)，它在水處理領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，前景較為廣闊。本文將對(duì)膜技術(shù)在我國(guó)水處理中的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行分析，找出膜技術(shù)存在的問(wèn)題并探究其發(fā)展趨勢(shì)，以便更好地開(kāi)展水環(huán)境污染防治工作。

膜技術(shù)；水處理；應(yīng)用；發(fā)展

在不同的發(fā)展階段，我國(guó)水處理所應(yīng)用的技術(shù)手段不盡相同。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，膜技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用對(duì)于我國(guó)水處理技術(shù)領(lǐng)域有著重要的影響。膜技術(shù)與其他傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，水質(zhì)處理效果顯著，能夠大幅提升水質(zhì)，更加適合水質(zhì)深度處理。膜技術(shù)是我國(guó)未來(lái)發(fā)展中仍需進(jìn)一步重視并深入研究的技術(shù)手段，隨著膜材料和工藝的提升，其應(yīng)用范圍將更加廣泛，在我國(guó)未來(lái)水環(huán)境治理中將起到更為重要的作用。

1 膜技術(shù)在水處理中應(yīng)用的發(fā)展概況

1.1 膜技術(shù)在水處理中應(yīng)用的發(fā)展背景

當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)建設(shè)仍是我國(guó)的中心工作，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程明顯加快，這對(duì)我國(guó)水環(huán)境卻造成了嚴(yán)重影響。水環(huán)境污染防治成為我國(guó)重要的工作任務(wù)，對(duì)于人民生活與生產(chǎn)活動(dòng)意義重大。水處理是水環(huán)境污染防治的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其應(yīng)用的處理技術(shù)對(duì)于水質(zhì)改善具有直接的影響，以往的水處理技術(shù)還較為傳統(tǒng)，不能保證處理后水質(zhì)顯著改善。近些年，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的逐漸提高，國(guó)家在水處理新技術(shù)領(lǐng)域中的投入逐年增加，這使得水處理技術(shù)得以發(fā)展與革新。而膜技術(shù)作為水處理應(yīng)用領(lǐng)域中的一種新型處理技術(shù)，它與以往傳統(tǒng)技術(shù)相比具有新型高效、精密分離等優(yōu)點(diǎn)，膜技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展使我國(guó)水處理水平有了大幅提高，對(duì)于國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境改善具有積極意義。

1.2 膜技術(shù)在水處理應(yīng)用中的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用正在進(jìn)行完善，膜技術(shù)還存在一些有待進(jìn)一步完善的方面，在水處理領(lǐng)域有待進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。膜技術(shù)主要是利用先進(jìn)的膜生產(chǎn)技術(shù)所生產(chǎn)的高效半透性膜來(lái)進(jìn)行水處理的技術(shù)手段，根據(jù)膜孔的大小、通過(guò)物理作用及生化反應(yīng)等來(lái)過(guò)濾不同類型的物質(zhì)，以達(dá)到水處理的目的。膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用較多，能夠去除微生物、隔離小微型雜質(zhì)以及具有排斥作用等，這些作用使得膜技術(shù)在水處理中得以廣泛應(yīng)用，它是我國(guó)水處理技術(shù)發(fā)展的階段性成果。

1.3 重視膜技術(shù)在水處理中應(yīng)用的必要性

隨著我國(guó)整體環(huán)境狀況的惡化，水環(huán)境質(zhì)量明顯下降，當(dāng)前水質(zhì)污染情況較為嚴(yán)重，要想保證人們飲水安全、健康，就要重視水處理技術(shù)工作。而膜技術(shù)能夠大幅提升水質(zhì)，具有精密分離、環(huán)保節(jié)能、二次污染風(fēng)險(xiǎn)小等特性，所以在未來(lái)水處理中重視膜技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展十分必要。必須不斷完善膜技術(shù)，使其能夠更為有效地應(yīng)用于水處理中，最大程度地改善水質(zhì)量，使水質(zhì)狀況更加安全和健康。

2 膜技術(shù)在水處理中的主要作用

2.1 膜對(duì)微小型雜質(zhì)的過(guò)濾作用

在水處理過(guò)程中，膜技術(shù)的主要作用體現(xiàn)在對(duì)微小型雜質(zhì)的過(guò)濾上，根據(jù)膜的微細(xì)孔穴孔徑大小不同，通過(guò)物理作用或生化反應(yīng)，它能夠有效除去水中的不同細(xì)小雜質(zhì)。水中存在數(shù)量最多的是小型及微型雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的存在是導(dǎo)致水質(zhì)較差的深層原因。所以，對(duì)于小微型雜質(zhì)的處理，目前較為有效的方法就是利用膜技術(shù)來(lái)進(jìn)行去除，利用膜技術(shù)精密分離的特性將小微型雜質(zhì)濾出，使水分子得以通過(guò)膜，達(dá)到除去小微型雜質(zhì)的目的。

2.2 膜對(duì)微生物的去除

水中存在一定數(shù)量與種類的微生物，且大多數(shù)是不利于人體健康的有害微生物，所以在水處理中應(yīng)盡量去除。微生物也有一定的大小，所以想要使其在水處理中有效去除，必須應(yīng)用膜技術(shù)。未處理的水通過(guò)膜，能夠?qū)⒋笥诳讖降奈⑸锪粼谀ね?，從而起到去除微生物的作用[1]。以往的水處理技術(shù)在進(jìn)行微生物去除的環(huán)節(jié)較為復(fù)雜、繁瑣，稍有操作不當(dāng)，容易造成水質(zhì)二次污染。而膜技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用不僅使微生物去除更加簡(jiǎn)便，還能顯著提高處理效果，最大程度上減少微生物的總量，使處理過(guò)程更加高效、可靠。

2.3 膜的排斥作用

膜的排斥作用也是膜技術(shù)在水處理中起到重要的影響，對(duì)生物膠質(zhì)的去除效果較好。pH值對(duì)于膜的排斥作用十分重要，一般情況下pH值升高，生物膠質(zhì)中的乳膠顆粒將減少抑制反應(yīng)，這有利于其吸附在膜上，從而較好地發(fā)揮去除生物膠質(zhì)的作用。pH值的改變對(duì)于膜表面電荷層的形成起到促進(jìn)作用，適當(dāng)合理調(diào)整pH值將保證膜表面電荷層的穩(wěn)定性。電荷的作用就是對(duì)細(xì)微顆粒進(jìn)行吸引或排斥，想要改變吸引排斥作用就要控制pH值的變化。通常情況下，排斥力取決于膜的負(fù)載，負(fù)載越多排斥力越弱。

3 膜工藝的發(fā)展研究

3.1 全膜法工藝

在膜工藝的發(fā)展過(guò)程中，膜被應(yīng)用于很多方面，其廣泛性決定了較好的發(fā)展前景。其中，全膜工藝是較為普遍的一種，它是指利用全膜法來(lái)進(jìn)行水處理，使用微濾、超濾、反滲透等具體方法，來(lái)除去各種水中污染物。在這個(gè)過(guò)程中，膜發(fā)揮著將污染物與水分離的重要作用，所以膜的性能對(duì)于水處理效果有直接影響作用[2]。全膜法工藝具有較多的優(yōu)點(diǎn)，包括工藝技術(shù)先進(jìn)、處理效果顯著、出水質(zhì)量高、無(wú)再生污水排除等，所以在現(xiàn)階段我國(guó)水處理中發(fā)揮著重要的作用。全膜法工藝符合我國(guó)綠色環(huán)保的要求，對(duì)于我國(guó)未來(lái)生態(tài)環(huán)境好轉(zhuǎn)具有重要的意義。

3.2 膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器也是膜工藝中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在我國(guó)水處理技術(shù)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。膜生物反應(yīng)器就是將膜作為重要的載體，使一些能夠分解水中污染物的微生物生存，在水通過(guò)的過(guò)程中，這些微生物會(huì)將水中的污染物進(jìn)行分解，進(jìn)而達(dá)到水質(zhì)提高的要求。膜生物反應(yīng)器是我國(guó)水處理科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，這種新型工藝對(duì)于污水處理意義重大，在節(jié)省物質(zhì)資源以及空間資源的基礎(chǔ)上，極大地增強(qiáng)水處理效果，使我國(guó)水處理技術(shù)水平大幅提高。

3.3 微濾組合工藝

在膜工藝中的微濾組合工藝中，最為重要的就是將各種過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行合理的組合，使組合后的工藝對(duì)于水處理發(fā)揮更大的作用。針對(duì)不同的水處理要求以及水污染程度，要合理、有效地選擇過(guò)濾技術(shù)，將不同過(guò)濾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，強(qiáng)化分離效果。微濾組合工藝還能夠有效降低膜污染，多種工藝的結(jié)合將達(dá)到同時(shí)分離多種水中污染物的效果，所以不會(huì)使某種污染物因無(wú)法及時(shí)去除而引發(fā)膜污染。

4 膜技術(shù)在水處理中存在的主要問(wèn)題

4.1 膜污染情況嚴(yán)重

目前，膜技術(shù)在我國(guó)水處理中的應(yīng)用還需進(jìn)一步完善，其中存在的一些問(wèn)題可能會(huì)影響水處理效果。膜污染情況嚴(yán)重就是其中一項(xiàng)主要問(wèn)題，膜污染主要是由膜的材料材質(zhì)以及使用時(shí)間造成的，在進(jìn)行膜技術(shù)水處理的過(guò)程中，水中一些污染物不能在清理過(guò)程中徹底與膜分離，污染物在膜上積累得越來(lái)越多，最終使膜失去作用。膜污染對(duì)于水處理造成十分不利的影響，使經(jīng)過(guò)處理后的出水質(zhì)量達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還會(huì)降低膜的使用壽命，增加水處理的經(jīng)濟(jì)成本。

4.2 膜材料制造工藝水平較為落后

現(xiàn)階段，我國(guó)在膜技術(shù)水處理過(guò)程中，所采用的膜有多種材料和工藝，不同材料和工藝生產(chǎn)的膜在性能與效果上有著較大的差異。要提高膜技術(shù)水處理的性能，首先要提高膜材料及膜工藝的制造水平。目前，我國(guó)膜材料及膜工藝制造水平較為落后，所制造的膜在性能上不能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，所以在水處理過(guò)程中不能較好地發(fā)揮出精密隔離的效果。膜材料及膜工藝制造水平與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距，想要提高我國(guó)未來(lái)膜技術(shù)水處理應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)力，重視提升膜材料制造工藝十分必要。

4.3 膜適應(yīng)性穩(wěn)定性有待加強(qiáng)

目前，我國(guó)在膜技術(shù)水處理過(guò)程中應(yīng)用多種膜，其適應(yīng)性及穩(wěn)定性有待進(jìn)一步加強(qiáng)，在不同環(huán)境條件下同一種膜所發(fā)揮的效果變化明顯。在進(jìn)行水處理的過(guò)程中，水中含有的污染物會(huì)隨周圍環(huán)境的改變而變化，造成適應(yīng)性不好的膜不能在不同環(huán)境條件下正常發(fā)揮作用，導(dǎo)致水、污分離效果不佳，不能滿足處理要求。所以，膜的穩(wěn)定性研究是我國(guó)膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)未來(lái)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展的內(nèi)容，只有加強(qiáng)膜的穩(wěn)定性才能使膜更好地適應(yīng)不同的環(huán)境，從而達(dá)到更廣泛應(yīng)用的目標(biāo)。

5 膜技術(shù)在水處理中的發(fā)展趨勢(shì)

5.1 提高膜性能

在膜技術(shù)的完善過(guò)程中，提高膜性能是其中最為基本的發(fā)展目標(biāo)。目前，在水處理中，我國(guó)膜技術(shù)所應(yīng)用的膜性能較差，不能有效發(fā)揮其分離的作用。所以，在未來(lái)的發(fā)展中，要重視膜生產(chǎn)技術(shù)與新型科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，將膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理改進(jìn)，增強(qiáng)膜性能，保證其在不同環(huán)境中都能發(fā)揮較為顯著的分離作用。

5.2 重視膜材料制造工藝

膜材料制造工藝也是我國(guó)膜技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要內(nèi)容，在我國(guó)現(xiàn)有的膜材料制造工藝基礎(chǔ)上，探索高質(zhì)量的膜材料制造方法，將我國(guó)膜材料制造工藝進(jìn)行合理改革，使我國(guó)生產(chǎn)的膜材料質(zhì)量以及穩(wěn)定性得到顯著提升。

5.3 提高膜技術(shù)的應(yīng)用水平

在膜技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，提高膜技術(shù)的應(yīng)用水平也是我國(guó)未來(lái)發(fā)展的目標(biāo)。提高膜技術(shù)的應(yīng)用水平就是要不斷改進(jìn)膜技術(shù)，使膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用更加深入，從而提高我國(guó)水處理水平。

6 結(jié)語(yǔ)

水處理技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展是我國(guó)水環(huán)境污染防治的一項(xiàng)重要內(nèi)容，要使我國(guó)未來(lái)水環(huán)境狀況更好改善，需要進(jìn)一步提升我國(guó)水處理技術(shù)水平并進(jìn)行大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。作為一種新型、高效的水處理技術(shù)，膜技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展應(yīng)得到國(guó)家的高度重視。雖然目前膜技術(shù)及膜工藝還存在一些問(wèn)題，但是通過(guò)有關(guān)機(jī)構(gòu)攻堅(jiān)克難、不斷努力，該技術(shù)終將逐漸完善，從而更好地應(yīng)用到水處理的各個(gè)領(lǐng)域，為我國(guó)水環(huán)境的改善發(fā)揮重要作用。

1 王 慈，余 江，蘇子藝，等.高效復(fù)合納米薄膜材料在水處理中的應(yīng)用[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào)（理工版），2015，32（3）：239-244.

2 劉京強(qiáng)，崔巍巍，劉立柱，等.兩親性共聚物P(MMA-co-AMPS)對(duì)聚偏氟乙烯超濾膜性能的影響[J].高分子材料科學(xué)與工程，2016，32（2）：7-12.

Application and Development of Membrane Technology in Water Treatment

Liu Yang
(Qinhuangdao Harbor District Environmental Protection Bureau, Qinhuangdao 066000, China)

In recent years, with the rapid development of China's economy, the environmental problems caused by it have been paid more and more attention. Prevention and control of water pollution has become an important task in china.Membrane technology has been widely used in the field of water treatment because of its advantages of high efficiency,practicality, energy saving, high precision and so on. In this paper, the application and development of membrane technology in water treatment in China are analyzed, and the problems existing in the membrane technology are found out,so as to better carry out the work of water pollution prevention and control.

membrane technology; water treatment; application; development

TQ085.4

A

1008-9500(2017)05-0025-03

2017-03-17

劉洋（1980-），男，河北秦皇島人，工程師，從事環(huán)保工作。