膜分離技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用

萬曉芳

(東平縣自來水公司，山東 泰安 271500)

膜分離技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用

萬曉芳

(東平縣自來水公司，山東 泰安 271500)

水資源的匱乏以及水污染的嚴(yán)重成為了近幾年越來越嚴(yán)重的問題，工業(yè)污水與生活污水的不合理排放是造成水質(zhì)惡化的主要因素。膜分離技術(shù)是現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的最有發(fā)展前景的水處理技術(shù)，膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比有著顯著的優(yōu)勢，膜分離技術(shù)的不斷完善為飲水安全等問題做出了十分重要的貢獻(xiàn)。

膜分離;飲用水;飲水安全

膜分離技術(shù)是通過細(xì)胞中半透膜的發(fā)現(xiàn)而衍生，在經(jīng)歷很少時間的革新發(fā)明之后，膜分離技術(shù)成為了現(xiàn)今最重要的水處理技術(shù)之一。本文所提到的飲用水膜分離技術(shù)多是應(yīng)用人工合成的分子薄膜，其推動力是外界的動力以化學(xué)梯度。對大分子多組分或雙組分的溶質(zhì)進(jìn)行過濾透析及重富集的方法。膜分離技術(shù)能夠有效地保證人們的飲用水安全，通過新科技的不斷開發(fā)，這種技術(shù)會不斷得到完善，更好的服務(wù)于人類。

1、傳統(tǒng)飲用水處理的問題及膜分離技術(shù)的原理

1.1 傳統(tǒng)飲用水處理的問題

未經(jīng)處理的水中含有大量對人體有害的物質(zhì)，其中包括自然污染及人為污染，自然污染多因雨水或酸雨及各種地質(zhì)礦石的溶解導(dǎo)致一些有害物質(zhì)污染水源，或因其他極端天氣及自然災(zāi)害所致大量灰塵混入，人為原因則多由工業(yè)廢水及生活污水的不合理排放所致。此外，傳統(tǒng)的飲用水處理工藝比較老舊不能很好地將未經(jīng)處理過的水源處理干凈，凈水系統(tǒng)的年久失修也會影響飲用水的潔凈程度。近年來隨著全球氣候變暖等環(huán)境因素，有些城市的飲用水中甚至出現(xiàn)存在寄生蟲等問題，這些都嚴(yán)重影響著人們的飲用水安全。

1.2 膜分離技術(shù)的原理

膜分離技術(shù)歷經(jīng)近三個世紀(jì)，隨著科技的不斷發(fā)展革新，膜分離技術(shù)也越來越廣泛的被應(yīng)用在食品業(yè)，醫(yī)藥業(yè)及石油業(yè)等多個領(lǐng)域。膜分離技術(shù)是將人工合成或天然的高分子薄膜利用外界動力或化學(xué)梯度將所需要的物質(zhì)進(jìn)行過濾細(xì)化提純或濃縮。膜分離技術(shù)可通過根據(jù)不同的物體形狀相應(yīng)進(jìn)行分離，其分離速度是由膜與膜之間的化學(xué)或物理性質(zhì)的不同而決定的，其擴散的速度不僅與物質(zhì)的分子量有關(guān)，還與物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，分子量越小，擴散速度越快，透過高分子薄膜的時間越短，反之，分子量越大，擴散速度越慢，時間越長。膜分離技術(shù)在飲用水中的應(yīng)用則多是凈化水源，利用分子量及物理化學(xué)性質(zhì)將水源中的雜質(zhì)和有害物質(zhì)濾過，最終得到潔凈的飲用水。

1.3 膜分離技術(shù)的特點

膜分離技術(shù)的是依靠薄膜中密布的孔徑大小起作用的，膜分離技術(shù)大體可分為以下四種類型。第一種是微濾，微濾顧名思義是一種細(xì)小的濾孔，微濾會將每個篩精密過濾分離，根據(jù)材料的不同，可將微濾分為無機微濾和有機微濾兩大類，微濾膜的孔徑多為0.02至10微米，如此微小的孔徑可將大于該孔徑的污染懸浮物質(zhì)或細(xì)菌進(jìn)行分離，微濾膜是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的膜分離技術(shù)。第二種超濾膜，其孔徑多為0.001至0.02微米之間，超濾膜的驅(qū)動力為膜兩側(cè)的物理壓力差，當(dāng)外界動力推動溶液穿過薄膜時，直徑大于超濾膜孔徑的物質(zhì)就被分離在外，超濾膜能將溶液中的細(xì)菌，蛋白質(zhì)及其他有害物質(zhì)分離出來，與微濾膜相比，超濾膜能夠更細(xì)致的分離溶液。第三種納濾膜，納濾膜的孔徑較超濾膜更加細(xì)小，納濾膜利用擴散吸附原理，與超濾膜相同，以膜兩側(cè)的物理壓力差作為動力對通過薄膜的物質(zhì)進(jìn)行分離，納濾膜可分離的有機分子量很高，因為多數(shù)的納濾復(fù)合膜是由電解質(zhì)構(gòu)成，所以在溶液的分離過程中具有一定的抗鹽作用。最后一種是反滲透膜，這種薄膜的孔徑多在0.0001至0.001微米之間，也是這四種膜分離中相當(dāng)精細(xì)的薄膜，反滲透膜利用膜兩側(cè)溶液的物理靜壓為動力，能夠分離出溶液中所有分子量大于其孔徑的物質(zhì)，在飲用水凈化中，除水之外的任何物質(zhì)都不可能通過該膜，這也是純凈水最為廣泛的應(yīng)用技術(shù)。

2、膜分離技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用及發(fā)展前景

2.1 膜分離技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

膜分離技術(shù)的發(fā)展對人們的飲水安全做出了極大的貢獻(xiàn)，與傳統(tǒng)的飲用水處理運用過濾，沉淀及消毒等步驟不同，膜分離技術(shù)是應(yīng)用物理分子量及壓力差等原理將飲用水處理到極為潔凈的程度。近年來，各地都將膜分離技術(shù)與其他凈水技術(shù)結(jié)合起來，有效的解決了水中雜質(zhì)及微生物等問題。膜分離技術(shù)在飲用水處理中有很多優(yōu)勢，首先，膜分離技術(shù)可極大的減小飲用水處理成本，不需要投入其他技術(shù)，利用膜兩側(cè)的物理壓力差為驅(qū)動，將飲用水進(jìn)行過濾。膜分離技術(shù)可極大的提高飲用水處理的工作效率，不需要經(jīng)歷傳統(tǒng)的過濾，消毒或沉淀等環(huán)節(jié)，此外，膜分離技術(shù)能在各種氣候環(huán)境下進(jìn)行，不會因氣溫的變化發(fā)生改變，是我國現(xiàn)今最為普遍的飲用水處理技術(shù)。隨著近幾年科技的飛速發(fā)展，膜分離技術(shù)也在穩(wěn)步提高，新材料不斷涌出，使膜分離的質(zhì)量和效率越來越高。我國很多一線城市的飲用水站都開始投入大量的膜分離技術(shù)研發(fā)，目前，已有很多家用凈水機應(yīng)用膜分離技術(shù)，確保人們的飲水安全。

2.2 膜分離技術(shù)發(fā)展中面臨的問題

膜分離技術(shù)是應(yīng)用人造或天然的高分子薄膜而成，在投入使用過程中難免會在壓力太大的情況下出現(xiàn)薄膜的破損，堵塞或污染等問題，如果不及時發(fā)現(xiàn)及時疏通清潔或更換，就會造成飲用水的再次污染。雖然膜分離技術(shù)發(fā)展迅速，但直至今日還未形成一套性能完善，投入少的膜清理制備機制，除此之外，膜分離技術(shù)與其他技術(shù)也未能良好結(jié)合，各城市的水質(zhì)不同，水中所含的物質(zhì)也各不相同，很多城市的水廠并不能根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)情況，合理的選擇膜分離技術(shù)中所需要用到的薄膜，這些問題都會影響膜分離技術(shù)的推廣。

2.3 膜分離技術(shù)在飲用水處理方面的前景

膜分離技術(shù)作為一種高科技產(chǎn)物，其前景不可估量，在飲用水處理方面，膜分離技術(shù)可實現(xiàn)低投入，高效率及飲水安全。這些與傳統(tǒng)飲用水處理不可取代的優(yōu)勢逐漸成為了現(xiàn)今凈水的首選。隨著膜分離技術(shù)的不斷發(fā)展，膜污染及膜材料的革新在不斷破解完善，膜分離技術(shù)將會在我國飲用水處理中有著不可替代的地位，在水資源合理利用及綠色環(huán)保等方面，膜分離技術(shù)都有著十分重要的作用。

3、結(jié)語

水是人們生活中不可缺少的必須物資，只有確保飲水安全才能推動一個城市更好發(fā)展，膜分離技術(shù)的出現(xiàn)，不僅解決的傳統(tǒng)飲用水處理的殘留問題，還滿足了當(dāng)代社會低投入高效率的要求，逐漸成為飲用水處理首選的科技手段。

［1］黃維菊 膜分離技術(shù)［J］ －《科技工程》 －2013(12)

［2］邢國平.水處理與膜分離技術(shù)［J］ －《科技與生活》－2014(22)