水處理中膜分離技術(shù)的應(yīng)用

鄒誠(chéng)

膜分離技術(shù)作為一項(xiàng)全新的水處理技術(shù)，既能夠?qū)U水進(jìn)行凈化，又能夠回收有用物質(zhì)，對(duì)于污水處理具有重要作用。文章對(duì)膜分離技術(shù)原理及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，并探討該項(xiàng)技術(shù)在水處理中的應(yīng)用，最后對(duì)該項(xiàng)技術(shù)未來(lái)發(fā)展前景予以展望。

一直以來(lái)，我們針對(duì)生活污水、工業(yè)廢水都使用生化處理技術(shù)，使其轉(zhuǎn)化為可飲用水資源，以此來(lái)緩解水資源危機(jī)。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)暴露出很多不足之處，處理效率較低，且需要大量處理空間。而20世紀(jì)初，膜分離技術(shù)以其自身高效、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐應(yīng)用中，能夠借助特殊薄膜，有選擇的過(guò)濾雜質(zhì)，從根本上突破了化學(xué)處理弊端，轉(zhuǎn)入到物理固液分離領(lǐng)域，提高水處理有效性。面對(duì)日益嚴(yán)峻的水污染，加強(qiáng)對(duì)膜分離技術(shù)應(yīng)用的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

膜分離技術(shù)概述

膜分離技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中，主要針對(duì)混合物具體性質(zhì)進(jìn)行選擇選擇性處理。從物理層面來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)能夠以物質(zhì)物理性質(zhì)為基礎(chǔ)，以膜為分界線(xiàn)，對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行分離。從化學(xué)角度，混合物通過(guò)分離膜的時(shí)間與物質(zhì)溶解、擴(kuò)散速度有關(guān)。二者速度越快，滲透越快；反之，透過(guò)時(shí)間需要消耗大量時(shí)間。

21世紀(jì)，膜分離技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù)，較傳統(tǒng)蒸餾、吸附等水處理技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，如能耗低，且膜分離設(shè)備自身沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，不需要消耗過(guò)多精力進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)膜分設(shè)備體積偏小，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)生更多影響。不僅如此，分離過(guò)程高效，膜分離能夠做到納米級(jí)分類(lèi)。

膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用

制取飲用水。飲用水純化、凈化，能夠?qū)⑺械男☆w粒懸浮物、有毒化合物等有害物質(zhì)去除。不同的過(guò)濾程度，去除的效果也會(huì)有所差別。如微濾能夠去除小顆粒有機(jī)物、懸浮物；超濾能夠去除有機(jī)物；納濾則能夠去除硬度較高、重金屬等物質(zhì)。目前，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將該項(xiàng)技術(shù)作為水處理先進(jìn)技術(shù)，為本國(guó)居民提供優(yōu)質(zhì)的水資源。隨著膜分離技術(shù)不斷發(fā)展，其在海水淡化中的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛，利用該項(xiàng)技術(shù)制取飲用水，能夠確保飲用水符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。如1968年，山東潮連島利用反滲技術(shù)淡化海水獲取飲用水。目前，大連市長(zhǎng)?？h擁有全國(guó)最大的海水淡化站，日產(chǎn)淡水1000m，成本為6元/m³。

此外，軟化水處理是納濾膜最大的應(yīng)用市場(chǎng)，在水質(zhì)軟化、降低總?cè)芙夤腆w濃度等方面發(fā)揮著積極作用。在低壓狀態(tài)下，納濾膜具有較高的通量，能夠?qū)σ弧⒍r(jià)離子進(jìn)行有效區(qū)分，濃水中保留適當(dāng)?shù)挠杏盟郑源藖?lái)降低能耗及成本，提高水處理效果。

工業(yè)廢水。工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，產(chǎn)生大量廢水，其中含有有毒有害物質(zhì)，如果直接排放，不僅會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成危害，且長(zhǎng)此以往會(huì)威脅到人們身心健康。故積極引進(jìn)膜分離技術(shù)非常重要。針對(duì)電鍍廢水來(lái)說(shuō)，反滲透膜技術(shù)開(kāi)始對(duì)鋅、鎳、鉻等重金屬?gòu)U水進(jìn)行有效處理。由于反滲透膜具有較高的高截留功能，能夠阻斷污染離子，獲取干凈的水，實(shí)現(xiàn)水資源再次利用。針對(duì)廢水的處理，會(huì)在反滲透的同時(shí)，適當(dāng)結(jié)合沉降、超濾及pH調(diào)節(jié)等預(yù)處理。如一些學(xué)者向含有銅、鎳離子廢水中，添加Na2EDTA進(jìn)行螯合處理后，再進(jìn)行反滲透膜分離，能夠達(dá)到99.5%的去除率。

對(duì)于紡織印染廢水，其中色度高、水量大，含有生物毒性物質(zhì)等，不允許直接排放?；诖嗽谔幚碇?，納濾膜能夠在低壓下獲取較高的通量，且抗污染能力更強(qiáng)。雖然納濾膜不適用于去除一價(jià)離子，但對(duì)鈣鎂等離子的去除效果非常好。不僅如此，這種方法能夠降低水處理成本。相比較臭氧處理等方法，納濾法效果最好，經(jīng)濟(jì)效益高，適合廣泛推廣和應(yīng)用。

食品行業(yè)廢水含有高濃度蛋白質(zhì)、糖類(lèi)等有機(jī)物。利用微濾膜、納濾膜能夠提取黃姜廢水，從廢水中提取葡萄糖溶液等，并進(jìn)行進(jìn)一步深化處理。納濾膜能夠通過(guò)一價(jià)鹽，能夠在很大程度上將食品加工廢水中的有機(jī)物與鹽分離處理，提高廢水處理效果。除此之外，膜分離技術(shù)自身具有綠色、無(wú)污染特點(diǎn)，能夠?qū)U水特定組成，結(jié)合合適的預(yù)處理手段，回收有用物質(zhì)，提高廢水凈化效果。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，反滲透、納濾法在電廠(chǎng)循環(huán)排污水、垃圾場(chǎng)滲濾液等中的應(yīng)用就是時(shí)間問(wèn)題，其應(yīng)用范圍日益廣泛。

未來(lái)發(fā)展前景

膜分離技術(shù)將成為未來(lái)的研究熱點(diǎn)，在水處理中的應(yīng)用范圍愈發(fā)廣泛。膜分離技術(shù)在海水淡化中，裝置較小、處理費(fèi)用低，為提取淡水資源具有較強(qiáng)的推動(dòng)作用。隨著日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，采用膜分離技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行回收具有較強(qiáng)的可行性。如未來(lái)將會(huì)在印鈔領(lǐng)域，運(yùn)用超濾處理凹印機(jī)擦板液，使得70-90%的廢水循環(huán)可用，以此來(lái)減少排污，提高經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。另外，在石油、化工廢水中的應(yīng)用也將是必然趨勢(shì)，在油田淡水供應(yīng)方面具有積極意義。

根據(jù)上文所述，膜分離技術(shù)作為最新的水處理技術(shù)，具有分離效率低、能耗低等優(yōu)勢(shì)，在生活廢水、工業(yè)廢水處理中具有積極作用。在實(shí)踐應(yīng)用中，各行業(yè)要立足于自身特點(diǎn)與性質(zhì)，合理選擇適合的技術(shù)，提高水處理效果。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，我們還要加大對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究力度，不斷提高技術(shù)性能，促使其在實(shí)踐中的應(yīng)用逐步拓展，從而促進(jìn)我國(guó)水資源可持續(xù)發(fā)展。endprint