21世紀(jì)，環(huán)境污染是人類共同面臨的問題，特別是與人們生活密切相關(guān)的水污染問題，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄物、生活污水、生活垃圾等都會(huì)以不同的方式污染水體。而我國人均水資源量少，存在嚴(yán)重的水資源危機(jī)。為了有效應(yīng)對這一問題，相關(guān)部門和工作人員可以在飲用水處理方面合理應(yīng)用發(fā)展前景廣闊的膜分離技術(shù)，這種飲用水處理技術(shù)具有占地面積小、自動(dòng)控制、出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。

一、膜分離技術(shù)概述

1.膜分離技術(shù)的產(chǎn)生。近幾年，很多城市存在十分嚴(yán)重的水資源短缺問題，而伴隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，人們的生活品位日漸提升，對于水污染的重視程度也不斷提升，對飲用水水質(zhì)提出了更加嚴(yán)格的要求。很多傳統(tǒng)、常規(guī)的飲用水處理工藝具有明顯的局限性，操作流程復(fù)雜、投資過高，而且往往只能去除水中少量的有機(jī)污染物，不能保證飲用水的安全。膜分離技術(shù)作為一種新型的水分離技術(shù)，起源于20世紀(jì)30年代，于60年代得到廣泛應(yīng)用，在水資源可持續(xù)利用方面發(fā)揮著積極作用，是21世紀(jì)最科學(xué)的水處理技術(shù)之一。

2.膜分離技術(shù)的基本原理。天然或合成膜是膜分離技術(shù)的核心，具有很強(qiáng)的滲透性，利用外部能量或化學(xué)位差作為重要驅(qū)動(dòng)力，分離、純化和富集多組分或雙組分溶質(zhì)，最后分離具有不同化學(xué)或物理特性的混合物。

二、膜分離技術(shù)在

飲用水處理方面的應(yīng)用策略

1.在凈化飲用水方面的應(yīng)用。在凈化飲用水的過程中，不僅要除去常見的污染物，包括有機(jī)物、無機(jī)鹽等，還要徹底去除水中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)和微生物，因?yàn)檫@些物質(zhì)一旦進(jìn)入人體將會(huì)產(chǎn)生疾病，比如傷寒、痢疾、霍亂等，嚴(yán)重影響人類的身體健康。膜分離技術(shù)可以通過控制膜表面間隙的大小來確定膜的類型，進(jìn)而有效去除水中所含的病菌，還可以降低飲用水的色度和濁度，提高飲用水的質(zhì)量。膜分離技術(shù)不需要在原有的水體中添加化學(xué)劑，給原有水體帶來的影響并不大，還會(huì)大大降低水處理的成本支出，比較適用于規(guī)模較大的飲用水處理系統(tǒng)。

膜分離技術(shù)可以有效解決傳統(tǒng)的飲用水處理工藝面臨的諸多問題，有效消除水中的消毒副產(chǎn)物，因此在飲用水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。特別是以納濾膜為核心的處理工藝除雜率強(qiáng)、操作壓力低，在供水行業(yè)具有明顯的優(yōu)勢。例如，某城市水廠的取水量受到海水入侵的影響，原有水體中的氯化物指標(biāo)提高，導(dǎo)致水中氯化物超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，特別是在咸潮時(shí)期，市民家中的自來水會(huì)明顯發(fā)咸。為了保證供水水質(zhì)的安全性，該城市水廠升級改造了現(xiàn)有的處理工藝，以納濾膜為核心，去除水中的微小顆粒，確保工廠水中氯化物含量及各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到居民飲用水標(biāo)準(zhǔn)?？梢?，膜分離技術(shù)以提高水資源利用質(zhì)量為基礎(chǔ)，優(yōu)化了水廠水的品質(zhì)，為居民用水安全提供了必要的保障。

2.在海水淡化中的應(yīng)用。在很多沿海城市，海水都是必不可少的水資源。海水中包含大量的微溶無機(jī)鹽離子，其中包括鎂、鈣離子等無機(jī)離子，如果使用一般的方法是無法有效去除的。為此，相關(guān)部門和工作人員需要進(jìn)行海水淡化，而反滲透是海水淡化項(xiàng)目中極具競爭力的技術(shù)。在反滲透海水淡化項(xiàng)目中，使用膜分離技術(shù)并添加適量的阻垢劑、酸，可以有效去除水中的碳酸根?，F(xiàn)階段，這種方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到沿海缺水城市的飲用水處理和海水淡化中。

例如，某沿海城市在建設(shè)海水淡化廠之前，需要定期使用補(bǔ)給船為島上居民提供飲用水，但是通過這種方式運(yùn)輸?shù)乃渴怯邢薜?，因此很多居民主要的生活用水是降水，居民?huì)將雨水存儲(chǔ)到自建的雨水窖中。為了有效改變這一現(xiàn)狀，相關(guān)部門和工作人員使用反滲透技術(shù)淡化海水，通過建設(shè)海水淡化廠，每天可產(chǎn)出大量有品質(zhì)保障的用水，而且該廠占地面積小、工程量小、自動(dòng)化水平高，可以滿足島上居民的生活用水需求。在實(shí)際的海水淡化過程中，工作人員將海水輸入到電解機(jī)中，隨后出水進(jìn)入到沉淀池，經(jīng)過科學(xué)的過濾，最后成為海水淡化膜系統(tǒng)的進(jìn)水。采用反滲透海水淡化膜分離設(shè)備進(jìn)行海水淡化，科學(xué)淡化后產(chǎn)生的飲用水可用于島上居民的生產(chǎn)生活，濃縮后的海水則直接排入大海。

3.在果汁飲料工業(yè)中的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，膜分離技術(shù)是一種應(yīng)用范圍廣、規(guī)模大的技術(shù)，并被廣泛應(yīng)用到飲料加工水處理中。砂糖是果汁飲料的重要組成部分，其中包含色素、蛋白等雜質(zhì)，會(huì)直接影響調(diào)制飲料的口感，采用膜過濾技術(shù)就可以很好地解決這個(gè)問題。

三、膜污染與膜清潔技術(shù)

膜污染是指原水體經(jīng)過膜表面的過程中，水體中的雜質(zhì)、分子物質(zhì)等與膜發(fā)生反應(yīng)并停留在膜的表面，這樣會(huì)大大降低分離效果，影響水質(zhì)。膜污染的原因有很多，分離出的物質(zhì)被截留后被膜體吸收、截留濃度增加而降低膜通量等，都會(huì)降低膜的質(zhì)量和效率。在這種情況下，做好膜清潔工作是十分必要的，經(jīng)常使用的清潔技術(shù)主要分為物理、化學(xué)、生物三種。

1.物理清潔方法。物理清洗方法包括反壓清洗和低壓高流速清洗，其工作原理是用處理過的水清洗膜表面，有效去除膜上的污染物質(zhì)。但這種清洗方法不能有效去除膜中殘留的化學(xué)物質(zhì)，不適合長期使用后的分離膜清洗，因此有必要采用生物清洗和化學(xué)清洗相結(jié)合的方法。

2.化學(xué)清潔方法。從超濾膜的角度來講，化學(xué)清洗方法常用的藥劑有酸、堿等，這些物質(zhì)能夠與膜上殘留的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使這些化學(xué)物質(zhì)從膜表面分離，從而使膜恢復(fù)到原來的分離效果。在使用清潔藥劑之前，相關(guān)部門和工作人員要明確哪些物質(zhì)應(yīng)該去除，并在此基礎(chǔ)上選擇合適的藥劑，防止由于藥劑不合理而改變膜的結(jié)構(gòu)，給膜帶來損傷。

3.生物清潔方法。生物清洗方法主要分為兩種，一是利用微生物和其他生物活性物質(zhì)在膜表面發(fā)生反應(yīng)，有效去除膜表面的污染物;二是在膜表面固定生物制劑，這種生物制劑會(huì)與被分離的物質(zhì)產(chǎn)生物理反應(yīng)，改變其生物性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，使其無法在膜表面停留，增強(qiáng)膜的抗污染能力。這兩種方法的原理不同，但是產(chǎn)生的效果符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，有利于降低運(yùn)行成本支出。

四、結(jié)語

膜分離技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，是有關(guān)部門和科研人員的研究重點(diǎn)。隨著人們環(huán)保意識的提高，膜分離技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，且與不同水質(zhì)需求相符，被廣泛應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域，例如有效處理飲用水、淡化海水資源等，有利于提升飲用水品質(zhì)，更好地保障人們飲水安全。

作者簡介：徐子義（1987-），男，漢族，安徽阜陽人，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境工程與咨詢。