膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用研究

金永鋼+田光輝

（浙江漢藍(lán)環(huán)境科技有限公司 310051）

摘要：面對我國水污染嚴(yán)重、水資源匱乏的狀況，減少水污染、提升水資源的重復(fù)利用率，成為了當(dāng)前思考的課題，在不斷的實踐探索之中，膜技術(shù)進(jìn)入了人們的視野，引發(fā)了研究者的關(guān)注，它是一種具有選擇性分離功能的材料，可以較好地實現(xiàn)水處理和物料的分離，基于膜的這一特性，可以較好地應(yīng)用于水處理領(lǐng)域之中，更好地減少水污染的現(xiàn)象，提升水資源的重復(fù)利用率。

關(guān)鍵詞：膜技術(shù)；水處理；污染；應(yīng)用

在社會經(jīng)濟高速增長的態(tài)勢下，水資源短缺的問題極大地困擾著人們，隨著新技術(shù)、新材料的不斷開發(fā)應(yīng)用，膜技術(shù)進(jìn)入到人們的視線之中，它以自身獨特的特性，可以選擇性地分析廢水中的有害物質(zhì)，實現(xiàn)水處理的目的，由此可顯現(xiàn)出膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域中極其重要的應(yīng)用價值。本文重點分析膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用實踐，以更好地提升水資源的重復(fù)利用率，緩解我國水資源緊缺的問題。

一、膜技術(shù)的工作原理及特點分析

膜是一種由無機材料、有機高分子材料構(gòu)成的特殊薄膜，膜技術(shù)可以利用其選擇性分離的特性，將有害污染物從待分離的液體中脫離出來，其工作原理與膜的自身特性密切相關(guān)，顯現(xiàn)出與傳統(tǒng)水處理技術(shù)的差異性特征，它是利用待分離液體中的不同物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)或物理性質(zhì)的不同，而實現(xiàn)過濾和分離的處理方式。具體來說，由于不同物質(zhì)在與膜接觸的過程中，會產(chǎn)生不同的流速，在流速不同的狀態(tài)下可以實現(xiàn)彼此之間的分離；還可以根據(jù)不同物質(zhì)的物理性狀、體積、質(zhì)量等，實現(xiàn)相互之間的分離。

膜分離技術(shù)的應(yīng)用特點，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）能耗相對較小。膜技術(shù)通常只會產(chǎn)生物理變化，而不會改變物質(zhì)的化學(xué)特性，這就使膜分離技術(shù)的能耗相對較少，可以較好地節(jié)約能源。（2）常溫條件下應(yīng)用。膜分離技術(shù)通常是在常溫狀態(tài)下應(yīng)用，這是由于不同溫度下的物質(zhì)特性會存在差異，為此，要將膜技術(shù)應(yīng)用置于常溫狀態(tài)下，可以較為有效的分離水中的有害污染物質(zhì)。（3）應(yīng)用范圍寬泛。膜分離技術(shù)無須添加輔助劑，僅僅依賴于膜自身的特性，實現(xiàn)對物質(zhì)的過濾和分離，在這種應(yīng)用條件下，使得膜技術(shù)可以極其寬泛地應(yīng)用于水處理領(lǐng)域之中。（4）簡便易于操作。膜技術(shù)的工作原理相對簡單，設(shè)備的操作也較為簡便，這就極大地提升了膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用效果。

二、膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

1、膜技術(shù)在給水中的應(yīng)用

在城市的給水系統(tǒng)之中，膜技術(shù)的應(yīng)用有極其實際的意義和作用。由于長期以來，城市水資源的給水問題是一大困擾，如：北京、天津地區(qū)的南水北調(diào)工程，就是為了緩解區(qū)域給水問題而實施的水利工程。發(fā)達(dá)國家則可以利用膜技術(shù)解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的給水問題，如：美國、法國，這些國家都成功地應(yīng)用反滲透凈化技術(shù)，實現(xiàn)對水資源中的溶解性物質(zhì)的過濾和分離，可以低成本、高效率地處理大量的水資源，實現(xiàn)城市的供給水。

2、反滲透膜技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用

反滲透膜技術(shù)主要是通過具有選擇透過性的生物細(xì)胞膜，在滲透壓的作用條件下，溶液向滲透壓較高的一方流動，反滲透膜在較高的一方加入更大的壓強，使溶液向濃度相對較低的一方流動，實現(xiàn)反滲透。在這個反滲透膜的應(yīng)用原理之下，可以較好地應(yīng)用于飲用水的處理，使廢水中的微粒子分離，將水資源淡化，使之形成可供人類飲用的純凈水資源。由此可見，這種應(yīng)用反滲透原理的水資源相較于傳統(tǒng)的化學(xué)沉降過濾處理方法更為先進(jìn)和健康，可以采用礦化的方法，確保飲用水的營養(yǎng)不被流失。

3、膜分離技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

在膜分離技術(shù)的應(yīng)用過程中，以膜生物反應(yīng)器為主要設(shè)備，它是一種融合復(fù)合膜技術(shù)和生物凈化技術(shù)的設(shè)備，可以對待分離的水資源進(jìn)行一次性的處理，通過生物處理方式，極其有效地降低水中的有害污染性物質(zhì)或其他雜質(zhì)，將污水、廢水中的有害物質(zhì)降至最低，在經(jīng)過膜生物反應(yīng)器的膜分離技術(shù)的處理之下，可以將污水進(jìn)行排泄或再利用，減少對環(huán)境的危害。由此可見，這種應(yīng)用膜生物反應(yīng)器的膜技術(shù)極其先進(jìn)，相對于傳統(tǒng)的生化處理污水技術(shù)而言，有更為高效的水處理效率，可以在極其快速的條件下純凈水資源，并在自動化的運作方式之下，實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的維護。

4、膜技術(shù)在海水淡化、脫鹽中的應(yīng)用

在飲用水資源匱乏的狀態(tài)下，海水淡化成為人們關(guān)注的焦點，通過去除海水中的無機鹽，可以使海水淡化，達(dá)到提供人們飲用淡水的標(biāo)準(zhǔn)。我國目前的海水淡化過程，主要是以膜反滲透技術(shù)為主，這是一種快速、高效的對海水淡化的技術(shù)，在實踐中的應(yīng)用成果較為先進(jìn)和成熟。

5、膜技術(shù)在紡織、造紙中的應(yīng)用

膜技術(shù)也廣泛應(yīng)用于我國的紡織印染、造紙等行業(yè)之中，這些行業(yè)的工藝流程離不開水，在紡織印染、造紙行業(yè)的生產(chǎn)流程之中，必然會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，其中摻雜有大量的鹽和染色物質(zhì)，可以應(yīng)用膜技術(shù)替代傳統(tǒng)的過濾技術(shù)，將工業(yè)廢水中的鹽和染色物質(zhì)去除，使紡織印染、造紙行業(yè)的排放水達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，從而達(dá)到對環(huán)境無害的效果。

6、膜技術(shù)在垃圾滲濾液濃縮中的應(yīng)用

可以利用膜技術(shù)中的正滲透技術(shù)和原理，實現(xiàn)對垃圾滲濾液濃縮的應(yīng)用。這種正滲透技術(shù)無須外在的驅(qū)動，而是通過原料液與汲取液之間的滲透壓差的原理，實現(xiàn)對膜的自動分離。應(yīng)用這種正滲透技術(shù)有一些先決條件，具體包括有：（1）汲取液提供水處理的驅(qū)動；（2）選擇性的滲透膜只允許水分子透過，而其他的溶質(zhì)則無法透過；（3）汲取液在稀釋之后再濃縮。在這些必要條件具備的前提下，采用正滲透技術(shù)，以氯化鈉為汲取液、CTA為滲透膜，可以將高濃度有機廢水中的重金屬離子、氮類化合物截留和分離出來，并且對膜通量影響較小。

三、膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用前景分析

膜分離技術(shù)是一種先進(jìn)的技術(shù)，國外發(fā)達(dá)國家的膜技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，我國由最初的嘗試應(yīng)用到現(xiàn)今的廣泛應(yīng)用，歷經(jīng)了五六十年的歷程，投入了較大的人力、物力和財力，使我國的膜分離技術(shù)不斷先進(jìn)，并成為了我國的重大科研項目課題內(nèi)容。隨著膜分離技術(shù)的不斷普及和實踐，膜技術(shù)在諸多領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用，然而還是存在一些不足，如：應(yīng)用面還不夠?qū)挿?；設(shè)備的先進(jìn)性還有待提升；工藝技術(shù)成熟度不足等。為此，我國還要加大對膜技術(shù)的研究力度，要使膜技術(shù)的成本應(yīng)用效率達(dá)到最高，以滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需求。

四、結(jié)束語

綜上所述，膜技術(shù)相較于傳統(tǒng)的水處理技術(shù)而言，可以無須使用酸堿等原料，直接利用特殊膜材料，實現(xiàn)快速、高效的有害物質(zhì)和雜質(zhì)在水資源中的分離和截留，達(dá)到水資源的凈化效果，并且，可以充分利用膜技術(shù)的應(yīng)用原理，將其應(yīng)用于給水處理、飲用水處理、脫鹽處理、污水處理等方面，較好地緩解人類水資源緊缺的困境，促進(jìn)人類社會經(jīng)濟的進(jìn)一步發(fā)展和提升。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊磊. 膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用與發(fā)展研究[J]. 環(huán)境與生活. 2014（22）

[2] 楊平. 淺談膜技術(shù)的特點及在水處理中的應(yīng)用[J]. 科技與企業(yè). 2014（21）

[3] 汪巡，朱友利，王琳，施永生. 以中空纖維超濾膜技術(shù)為核心的組合工藝在水處理中的應(yīng)用[J]. 化工新型材料. 2012（06）

[4] 林紅軍，陳建榮，陸曉峰，王方園，洪華嫦. 正滲透膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2010（S2）endprint