淺析膜分離技術(shù)在水處理環(huán)境工程中的應(yīng)用

唐磊　龔丹潔　劉國華

[摘 要]根據(jù)科技人員對(duì)于技術(shù)的不斷研發(fā)，膜分離技術(shù)現(xiàn)已被當(dāng)今社會(huì)使用的得心應(yīng)手。本篇文章就是從什么是膜分離技術(shù)和膜分離技術(shù)中的多種方法，以及通過舉例證明該技術(shù)對(duì)水環(huán)境的治理作用進(jìn)行深入的研究與討論。

[關(guān)鍵詞]膜分離技術(shù)；水處理；環(huán)境工程

[中圖分類號(hào)]X703 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

高科技的不斷進(jìn)步，人口計(jì)劃的政策放寬，現(xiàn)如今的社會(huì)環(huán)境問題卻是越來越讓人擔(dān)憂。冰山融化、溫室效應(yīng)、水污染等環(huán)境方面的問題應(yīng)運(yùn)而生，特別是水污染。

不論城鎮(zhèn)還是鄉(xiāng)村，到處是混濁的河水，刺鼻的氣味從河流上空傳出，河水中垃圾更是多的無法讓人直視，有些大面積的湖泊也遭遇到了不等程度的污染，其中魚蝦死傷多數(shù)。這些致使很多地區(qū)的日常生活都受到很大的影響，但是技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了膜分離技術(shù)，對(duì)水污染的治理起著重要的作用。

1 膜分離技術(shù)

1.1 什么是膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)初，它是通過化學(xué)專業(yè)中的分離、濃縮等技術(shù)對(duì)一些溶液中的顆粒物質(zhì)進(jìn)行過濾分離，然后使原始溶液變得純凈。它不像普通的過濾、蒸發(fā)過程，需要一定的溫度等其他條件，它可在常溫下進(jìn)行，而且具有簡單、方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 膜分離技術(shù)分類

該項(xiàng)技術(shù)通過隔膜實(shí)現(xiàn)分離技術(shù)，有很多種方法，例如微濾、納濾、反滲透等。常用領(lǐng)域?yàn)閺U水處理、海水淡化等，并且得到了很大的經(jīng)濟(jì)利益，在最近幾十年發(fā)展迅猛。

1.2.1 微濾法

微濾，顧名思義，就是指利用微小的膜孔進(jìn)行溶液之間的過濾，微孔濾膜主要應(yīng)用在氣體、液體之間的微顆粒、菌類等，實(shí)現(xiàn)凈化及分離等作用。

微濾應(yīng)用到了食品工業(yè)（酒制造、飲料制造等）、水污染工業(yè)、醫(yī)療藥物專業(yè)等不同的領(lǐng)域。

1.2.2 反滲透法

反滲透是通過化學(xué)與物理學(xué)科知識(shí)的雙重結(jié)合，利用壓力差實(shí)現(xiàn)分離效果。溶液中的不同溶質(zhì)之間有著不一樣的滲透壓，而科學(xué)技術(shù)人員只需要根據(jù)物質(zhì)的滲透壓給出相對(duì)應(yīng)的大于該溶質(zhì)滲透壓的數(shù)值即可，從而便達(dá)到了反滲透的作用效果，也就做到了溶液物質(zhì)之間的分離。

該辦法具有先進(jìn)、高效等優(yōu)點(diǎn)，在很多方面有廣泛的使用，主要領(lǐng)域便是水處理環(huán)境中的濃縮技術(shù)。反滲透法涉足了電子產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工工業(yè)、純凈水制造工業(yè)等領(lǐng)域。

1.2.3 超濾法

超濾與反滲透的作用原理有些相似，也是通過壓力進(jìn)行推動(dòng)，使直徑不同的分子之間進(jìn)行分離。一般該方法的膜孔徑位于20-1000A°左右。它具有空間占有率小等優(yōu)勢(shì)。

該項(xiàng)技術(shù)最早運(yùn)用在工業(yè)化廢水與污水處理方面。20世紀(jì)六十年代的快速發(fā)展也使該項(xiàng)技術(shù)得到了廣泛的利用。主要使用于資源與環(huán)境工程、醫(yī)療臨床專業(yè)、中醫(yī)藥制劑專業(yè)等領(lǐng)域。

除了上述所介紹的幾種方法之外，膜分離技術(shù)還有電滲析、膜傳感器等多種方法，每種方法都對(duì)水處理有著不同程度的重大影響。

2 膜分離技術(shù)在水環(huán)境工程的應(yīng)用

2.1 工業(yè)廢水處理

人們保護(hù)環(huán)境的意識(shí)不太強(qiáng)烈，因此環(huán)境污染變得一發(fā)不可收拾，其中水污染特別嚴(yán)重。前段時(shí)間電視媒體不斷報(bào)道：某某地區(qū)出現(xiàn)大量非本地區(qū)的死魚，該地全部居民都打撈不完，這說明現(xiàn)如今水污染十分嚴(yán)重。工廠排放的工業(yè)廢水、污水導(dǎo)致了河流、湖泊水資源的嚴(yán)重污染，使水生物的生存環(huán)境受到巨大影響。而膜分離技術(shù)挽救了這一惡劣局面，通過微濾、納濾等方法將水中的雜質(zhì)、有害微生物過濾出來，從而將大區(qū)域的水資源變得干凈無害，還給自然界中水域原有清澈模樣。

2.2 純凈水處理

人們飲用的水資源便是經(jīng)過一系列加工處理后通過管道引入到各家各戶?？墒牵F(xiàn)在食品安全問題的頻頻曝光，人們對(duì)于飲食方面的東西變得謹(jǐn)小慎微，就連飲用水也不例外。

膜分離技術(shù)完美解決了這一問題，利用過濾技術(shù)將水中的細(xì)菌、懸浮物質(zhì)隔離，使飲用水安全可靠無公害。該技術(shù)簡單快捷，使水的質(zhì)量得到很大程度的提高，并且經(jīng)濟(jì)效益高，達(dá)到低成本、高回報(bào)的效果。

2.3 苦水、咸水處理

鉆井部隊(duì)在打井時(shí)會(huì)根據(jù)地質(zhì)探測(cè)到不同程度的水資源，但是水質(zhì)卻是無法提前得知的。因此，地下水有時(shí)會(huì)是苦澀的。同樣，膜分離技術(shù)也可以將苦咸水變成飲用水的另一提供渠道。那么，它是如何處理地下水的苦與咸的呢？地下水又是因什么而苦與咸的呢？

地下水的苦咸是因?yàn)樗械乃釅A比例不當(dāng)，水中所含的堿度高于硬度，鹽分含量較高，呈堿性化（ph>7）。地下水苦咸一般分布于北部和沿海地區(qū)。苦咸水的過量飲用會(huì)影響人們腸胃功能，同時(shí)身體各方面的免疫機(jī)制也會(huì)低下。

膜分離技術(shù)中的納濾法、滲析法可以使苦咸水中的細(xì)菌濾去，已達(dá)到部分可以飲用的效果。但是，該技術(shù)應(yīng)用不頻繁，因而水資源回收利用率較低，在某些地方還是需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2.4 洋水淡化處理

人們都有的常識(shí)是海水是不可飲用的，因?yàn)楹Ｋ泻写罅康拇蛀}成分，以及一些微生物等，飲用會(huì)導(dǎo)致人類身體不適。而膜分離技術(shù)中使用的電滲析法、反滲透法使海水中的不可利用物質(zhì)分離開，已達(dá)到海水變飲用水的目的。但是，目前該項(xiàng)處理方式不是很成熟，在使用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，經(jīng)濟(jì)方面耗費(fèi)過大，而且得到的效率不高，所以如今海水淡化處理從根本上講不是很樂觀。

另一方面看，海洋水處理電滲析方式也是具有優(yōu)勢(shì)的。該處理方式使短缺的飲用水資源得到補(bǔ)給，而且此技術(shù)所需的硬件支持便于清潔處理。已知反滲透法成本低，回收率高，所以反滲透法相對(duì)于電滲析法來說，是比較提倡使用的?？偨Y(jié)兩種方式，都具有一定的提升空間，因此海水淡化處理仍需不斷進(jìn)步發(fā)展。

3 結(jié)語

膜分離技術(shù)于20世紀(jì)初產(chǎn)生，在20世紀(jì)60年代快速發(fā)展，并且得到了良好的反響，因而該項(xiàng)技術(shù)需要不斷的加強(qiáng)完善，從而更好的運(yùn)用于現(xiàn)代水處理環(huán)境工程中。膜分離技術(shù)包括了方便、環(huán)保、易于操控以及經(jīng)濟(jì)耗費(fèi)低、回收水資源重利用率高等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，所以國家應(yīng)給予大量的經(jīng)濟(jì)支持和技術(shù)支持來發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)，為國家的可利用水資源開發(fā)更多的供水渠道。總而言之，膜分離技術(shù)為國家的發(fā)展奠定了強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)之一。

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