膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

經(jīng)倩楠，范東宣

天津膜天膜科技股份有限公司，天津 300457

0 引言

膜分離技術(shù)是一門分離新技術(shù)，出現(xiàn)在20 世紀(jì)初，20 世紀(jì)60 年代迅速崛起。近半個(gè)世紀(jì)以來，膜分離技術(shù)在多個(gè)行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，也使得膜分離技術(shù)本身得到了很大發(fā)展。膜分離技術(shù)作為一種新的分離凈化方法，工藝簡(jiǎn)單，易于操作，能耗低，清潔，無(wú)二次污染，可取得良好的分離凈化效果，在水處理行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，在全球許多國(guó)家，膜分離技術(shù)得到了重視，迅速發(fā)展起來。

1 膜分離技術(shù)的原理與特點(diǎn)

膜分離技術(shù)的原理：在液體混合物中，對(duì)于不同的氣體或液體組分，膜的選擇滲透作用性能是不同的，膜分離技術(shù)就是是利用膜的選擇滲透作用的差異而發(fā)揮作用的，它的推動(dòng)力是外界能量、化學(xué)位差，對(duì)多組分混合的氣體或液體，進(jìn)行分離，分級(jí)，提純，它在污水處理、食品、能源、醫(yī)藥以及化工生產(chǎn)等行業(yè)中，得到了廣泛的應(yīng)用，取得了迅速的發(fā)展。

膜分離技術(shù)作為一種新的分離凈化方法，與傳統(tǒng)的分離凈化方法相比，它的特點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)單，能耗低，無(wú)二次污染，而且分離凈化的效果較好。由于膜分離技術(shù)功能比較多，包括對(duì)氣體或液體混合物的分離、濃縮、純化、精制，而且操程簡(jiǎn)單，凈化效果好，能耗低，清潔環(huán)保，過濾過程簡(jiǎn)單，易于控制，因此，目前廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)、生物科技、節(jié)能環(huán)保、水處理、化工生產(chǎn)、造紙工業(yè)、能源開發(fā)、石油、冶金、電子生產(chǎn)等領(lǐng)域，不但使企業(yè)收獲了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且對(duì)社會(huì)具有很好的環(huán)保功效，在當(dāng)今分離科學(xué)中，膜分離技術(shù)成為了首屈一指的重要技術(shù)，受到了越來越多的行業(yè)的專業(yè)人士的重視。

2 膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

1）處理飲用水

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染及水污染情況也日益嚴(yán)重，人們對(duì)飲用水的水質(zhì)，也考慮了水污染的因素，飲用水的凈化也越來越普遍。水的凈化，主要是除去水中的懸浮物、細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)與成分，膜分離技術(shù)用于飲用水的凈化，發(fā)揮了其獨(dú)特的作用，是一個(gè)重大的水處理的突破。膜分離技術(shù)中的水處理方法有很多種，包括微濾、超濾和納濾等，過濾能力很強(qiáng)大，對(duì)于去除水中的微米級(jí)的顆粒效果很好，與常規(guī)水處理技術(shù)中的過濾能力相比，顯示出很大的優(yōu)越性。對(duì)于納米級(jí)微粒，過濾的辦法并不能有效去除，而膜分離技術(shù)可輕松去除納米級(jí)微粒，有效去除水中的懸浮物、細(xì)菌與病毒等有害物質(zhì)與成分，大大提升飲用水的水質(zhì)。

2）處理工業(yè)廢水

隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水的排放也成為了環(huán)保部門頭疼的話題。很多工業(yè)廢水排放的范圍廣，排量大，大多含有不同濃度的化學(xué)物質(zhì)，有的甚至有毒性，對(duì)人類健康與環(huán)境保護(hù)，都有很大的危害。為了保障人類身體健康，保護(hù)環(huán)境，并回收廢水中的有用物質(zhì)，節(jié)約能源與資源，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，工業(yè)廢水必須進(jìn)行嚴(yán)格的凈化處理，達(dá)標(biāo)之后，才能排放。在處理工業(yè)廢水方面，膜分離技術(shù)同樣顯示出了其獨(dú)特的作用。對(duì)于工業(yè)廢水，它不但能進(jìn)行有效的凈化，處理后的廢水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，又使廢水中的有用成分得到了回收，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，可節(jié)省很多能源，收到很好的環(huán)保與節(jié)能效果。因此，在處理工業(yè)廢水中，膜分離技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過膜分離技術(shù)處理后的廢水，既能達(dá)標(biāo)排放，又使廢水中的有用成分得到了回收，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3）海水淡化

海水是地球上占水資源比例最大的水體，面對(duì)淡水資源的危機(jī)，把海水進(jìn)行淡化，是解決全球水資源危機(jī)的一個(gè)重要途徑。目前，用于海水淡化的膜分離技術(shù)，主要有反滲透、電滲透和膜蒸餾等。電滲析技術(shù)可直接將海水淡化，來制造飲用水，但其缺點(diǎn)是能耗高，水的回收率低。用反滲透膜進(jìn)行海水淡化，不但耗能低，而且其脫鹽率很高。反滲透技術(shù)的出現(xiàn)，是海水淡化領(lǐng)域的一次重大變革與突破，它使海水淡化的成本得到了極大的降低。目前，利用反滲透的方法，對(duì)海水進(jìn)行淡化，以此來制取飲用水，解決淡水資源不足的問題，是最為省錢的辦法。正是因?yàn)槿绱说膬?yōu)勢(shì)，在海水淡化領(lǐng)域，反滲透技術(shù)的應(yīng)用，得到了推廣。膜蒸餾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)很多，例如，設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗低，清潔，操作容易，環(huán)保，膜的使用壽命長(zhǎng)。

4）苦咸水脫鹽

為了解決我國(guó)淡水資源緊缺的問題，把苦咸水進(jìn)行脫鹽淡化，是一個(gè)有效的途徑。目前，用于苦咸水脫鹽淡化的膜分離技術(shù)，主要包括電滲析技術(shù)、反滲透技術(shù)、納濾技術(shù)。由于電滲析技術(shù)對(duì)于水中的有機(jī)物和細(xì)菌，不能有效去除，而且能耗大，使它的應(yīng)用的范圍不廣泛。反滲透技術(shù)對(duì)苦咸水脫鹽淡化，處理后的水質(zhì)很好，高于飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。反滲透法操程簡(jiǎn)單，凈化效果好，能耗低，清潔環(huán)保，過濾過程簡(jiǎn)單，易于控制，而且成本低，是苦咸水脫鹽淡化的最經(jīng)濟(jì)的方法。

總之，膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域，得到了廣泛的應(yīng)用，我們要不斷改進(jìn)和提高膜分離技術(shù)，不斷擴(kuò)大膜分離技術(shù)的應(yīng)用范圍，使膜分離技術(shù)在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展。

[1]曾欣.膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用[J].科技信息(學(xué)術(shù)研究)，2007-10-25.

[2]徐新陽(yáng)，馬錚錚.膜過濾在污水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，23(4)：53-54.

[3]吳光,邱廣明,陳翠仙，等.超濾膜法城市污水深度處理中水回用中試實(shí)驗(yàn)研究[J].膜科學(xué)與技術(shù)，2004，24(1)：40-43.

[4]譚永文,張希建，陳文松，等.榮成萬(wàn)噸級(jí)反滲透海水淡化示范工程[J].水處理技術(shù),2004，30(3)：157-161.

[5]王建黎,計(jì)建炳,徐又一.膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用[J].膜科學(xué)與技術(shù)，2005，23(5)：65-68.

[6]杜秋平，王立新，劉圣南，畢飛.石化廢水深度回用處理中超濾膜的耐沖擊性能[J].中國(guó)建設(shè)信息(水工業(yè)市場(chǎng))，2010-10-15.