膜分離技術在環(huán)境工程中的應用

于雪峰

摘要：膜分離技術是指在流體中的物質在通過膜時的速率不同，進而對各種物質的滲透作用也不同，在外力的推動下實現(xiàn)物質的分級、分類。膜分離技術不僅是一門新興的高科技技術，其在對環(huán)境的保護和治理中都能起到很大的作用，本文就膜分離技術進行相關的介紹，并探究其在環(huán)境工程中的各種用途。關鍵詞：膜分離；環(huán)境工程；污染

環(huán)境的保護和治理是近幾年來一直受到社會各界人士關注的話題。眾所周知，我國的霧霾現(xiàn)象非常嚴重，對我國的大氣和其他環(huán)境產(chǎn)生了嚴重的危害。不僅是我國，全世界對環(huán)境的污染和防治采取了高度的重視。膜分離技術作為一種新興的高科技技術，其在環(huán)境工程中具有污染小、能耗低、操作簡單等優(yōu)點，在食品、藥品、環(huán)境、能源開采等方面都有廣泛的運用。本文就膜分離技術對環(huán)境工程中起到的作用進行探究，對膜分離技術在環(huán)境中的保護與污染的治理進行相關闡述。

一、膜分離技術的基本內容

1.1.膜分離技術的基本原理

膜分離技術中的“膜”是指選擇性透過膜，動物細胞中的一部分細胞膜都是選擇性透過膜。在動物細胞中，由于細胞內外的液體濃度差造成細胞膜兩側之間形成的滲透壓，而相對分子質量不同的物質在選擇性透過膜時的速率不同，速率相近的物質就會聚集在一起，進而對物質起到了提純和分離的作用。由膜分離技術提純凈化的飲用水質量可以直接影響到人體健康，在工業(yè)廢水、城市污水等方面的治理也起到關鍵性的作用。膜分離技術的適應性相當強，可以根據(jù)自身的屬性等其他的因素采用不同的分離技術，對于各行業(yè)發(fā)展都有突出的貢獻。國內外專家對于膜分離技術的評價普遍很高，認為其為二十一世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g之一，部分專家甚至認為膜分離技術的發(fā)展是“歷史上的第二次工業(yè)革命”。

1.2.膜分離技術的特點

膜分離技術在很多領域都具有廣泛的用途。相較于傳統(tǒng)的分離技術，膜分離技術由于不會讓相關物質產(chǎn)生化學性質的變化，換句話說，分離物質不會由于膜分離技術而產(chǎn)生自身屬性的變化，因此膜分離技術在各個領域都具有非常強的適應性。其次，由于膜分離技術不會改變物質的屬性，所以其造成的能源消耗較低，這是很多國家看重膜分離技術發(fā)展的一個重要原因。膜分離技術所需的技術設備相當簡單，在對其技術設備進行檢修更換時會更簡便且維修成本更低。另一方面，膜分離技術原理簡單，不涉及物質自身屬性的改變，屬于簡單的物理反應。在對水進行加工處理時，其產(chǎn)出的水質要高于其他方式產(chǎn)出的水質，且由于其不會改變水分子之間的結構，其分離出來的純凈水穩(wěn)定性較高，具有較長的保存期。在對水污染進行治理時，分離技術的不同會將污水內的各種物質都提純出來進行處理。

二、膜分離技術對環(huán)境工程的作用

膜分離技術根據(jù)實際情況的不同會采取不同的分離方式，針對相關物質的相對分子質量和自身屬性等其他因素，會采用微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析等分離技術。其在物質的提純凈化、污染治理等方面都起到相當重要的作用，是預治環(huán)境污染的重要先進技術。下面兩個例子是膜分離技術在環(huán)境工程中起到作用的實例：

2.1.膜分離技術對水的凈化作用

膜分離技術在對生活用水的凈化、對工業(yè)用水的處理、對城市廢水污水之間的治理方面具有重要作用。眾所周知，飲用水的質量會直接影響到我們的身體健康，飲用水在進行凈化提純之前通常含有大量的細菌、微生物、懸浮物等其他對人體有害的物質。膜分離技術在對飲用水進行過濾的過程中，能殺死飲用水中含有的細菌和病毒，而起反滲透操作可以做到幾乎去除飲用水內的所有雜質和微生物。目前膜分離技術已經(jīng)成為海水淡化工程中的一項重要核心技術。膜分離技術對于工業(yè)用水和城市廢水的處理原理基本相同，由于工業(yè)用水和廢水的金屬元素濃度較高，反滲透膜作為分解分子質量較大的物質具有較強的功能，常被用于處理重金屬濃度較高的工業(yè)廢水。在經(jīng)過反滲透膜處理的工業(yè)廢水中，其金屬元素濃度都能達到標準廢水排放水平，并且能讓濃縮液得到進一步的處理，進行回收，另外，納濾膜在進行重金屬廢水處理時，可以使廢水中的90%轉化為純凈水，對工業(yè)廢水中的重金屬元素能進行95%以上的去除。

2.2.膜分離技術對染料工業(yè)的作用

我國是世上著名的染料生產(chǎn)大國，每年的染料生產(chǎn)量達到數(shù)十萬噸，在固體染料的生產(chǎn)過程中常常有著很低的效率。染料在溶液中的分離存在較為嚴重的問題，染料的分離一般通過鹽析和壓濾等技術進行操作，而鹽析過程中會使得其生產(chǎn)出來的鹽分降低溶液中染料的純度，另一方面鹽析生成的鹽分會降低染料的著色效果，且耗時長，功耗大，在染料工業(yè)生產(chǎn)之后形成的廢水會對環(huán)境造成嚴重的污染。膜分離技術在染料工業(yè)中的應用能夠有效的解決染料工業(yè)的工作效率，并能解決傳統(tǒng)工染料生產(chǎn)作業(yè)方式造成的環(huán)境污染問題。膜分離技術能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的染料生產(chǎn)技術，一般采用納濾膜分離技術代替原有的鹽析、壓濾工藝。在用納濾膜分離技術進行染料生產(chǎn)工業(yè)中，由于納濾膜自身具有的微孔結構，溶液中的物質在納濾膜進行穿透和擴散的過程中會受到納濾膜自身所帶電荷的電力作用。對于相對分子質量較大的多價鹽和部分有機物有較強的攔截作用，納濾膜分離技術在染料生產(chǎn)中的工藝簡單、效率高，且對染料工業(yè)造成的污染能進行有效的解決。在提高染料質量和提高廠家的經(jīng)濟效益的同時，減少了染料廢水對環(huán)境的污染。

結束語：膜分離技術作為一項新興的技術，在與人類休戚相關的眾多領域都具有廣泛的利用價值。目前膜分離技術對于環(huán)境工程的作用還處于初級階段，但其已經(jīng)起到了良好的效果。隨著人們對大氣污染、水污染等環(huán)境問題的越來越重視，膜分離技術必將更加引起人們的關注，膜分離技術在環(huán)境保護方面的應用還存在很大的潛力，具備良好的發(fā)展前景。

參考文獻

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