膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

李彩霞

（延安大學(xué)，陜西 延安 716000）

在環(huán)境工程中最為關(guān)鍵的組成部分就是分離處理，對(duì)此應(yīng)著眼于不斷地進(jìn)行創(chuàng)新以及優(yōu)化相關(guān)的技術(shù)，使其在應(yīng)用中更加可靠以及高效.在環(huán)境工程中應(yīng)用分離處理技術(shù)時(shí)，為了在運(yùn)行的過(guò)程中使其水平得到提高就可以利用膜分離技術(shù).

1 膜分離技術(shù)概述

AbbeNollet，諾倫特是法國(guó)科學(xué)家，在1948年發(fā)現(xiàn)了膜分離的現(xiàn)象，通過(guò)水可擴(kuò)散到醇溶液中，自由地進(jìn)入豬的膀胱.在現(xiàn)代的膜工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，亞鐵的氰化銅膜，在1864年，這是第一片的人造膜.在1960年，出現(xiàn)了第一張的醋酸纖維素膜.很多的學(xué)者一直致力于分離技術(shù)的研究，就發(fā)現(xiàn)了在處理污水的過(guò)程中，應(yīng)用最為廣泛的就是膜分離技術(shù).目前在污水、生活水以及處理中，都在應(yīng)用膜分離技術(shù).

（1）結(jié)合物理原理進(jìn)行應(yīng)用.在應(yīng)用膜分離技術(shù)中因?yàn)榫唧w的物理性質(zhì)就是指幾何形狀、體積以及質(zhì)量方面存在差距，對(duì)其利用膜具有的篩子性質(zhì)實(shí)現(xiàn)了分離的效果，使其因?yàn)椴煌牧綄?shí)現(xiàn)篩選、分離.

（2）根據(jù)化學(xué)的性質(zhì)進(jìn)行分離.當(dāng)膜中的混合物經(jīng)過(guò)時(shí)，因?yàn)樗俣鹊牟煌蜁?huì)使其分離.對(duì)此在速度的劃分上有兩種方式.第一，溶解速度，就是當(dāng)混合物在經(jīng)過(guò)膜表面時(shí)，會(huì)根據(jù)膜性質(zhì)的不同，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入；第二，當(dāng)其進(jìn)入到膜中時(shí)，就會(huì)因?yàn)樗俣鹊牟煌鴮?shí)現(xiàn)擴(kuò)散，這就是所謂的擴(kuò)散速度.對(duì)此利用兩種方式，在利用分離技術(shù)的過(guò)程中，根據(jù)化學(xué)性質(zhì)的不同，就可以確定溶解速度，同時(shí)因?yàn)槲镔|(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的不同就會(huì)決定擴(kuò)散速度的不同.

2 膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用分析

2.1 微濾技術(shù)

操作壓力當(dāng)小于0.2MPa時(shí)，就會(huì)利用微濾技術(shù)進(jìn)行分離，當(dāng)在膜分離中使用中，比較廣泛的就是此技術(shù)，對(duì)其可以實(shí)現(xiàn)0.1至10μm的顆粒的過(guò)濾.其原理就是根據(jù)篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，其實(shí)并沒(méi)有在此和其他的技術(shù)有不同.當(dāng)在飲用水的處理中，因?yàn)槠洳⒉恍枰嗟拿娣e，但是相對(duì)液體來(lái)說(shuō)處理效果好，比較經(jīng)濟(jì).當(dāng)在城市的生活水處理中澄清過(guò)濾已經(jīng)被此技術(shù)進(jìn)行取代，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行連續(xù)性的工作，但是會(huì)出現(xiàn)非常大的沖動(dòng).雖然廢水的類(lèi)型不同，但是應(yīng)用微過(guò)濾膜分離技術(shù)可以對(duì)其進(jìn)行處理.使其在水里的懸浮物含量可以得到降低，就會(huì)在使用中使其水更為澄清，達(dá)到進(jìn)行二次利用.全量過(guò)濾以及死端過(guò)濾是利用了方式差異，就進(jìn)行了分類(lèi).其中死端過(guò)濾常常在分離中應(yīng)用最為廣泛，是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了產(chǎn)量的最大化，而且并沒(méi)有很大的能耗.所以當(dāng)膜中的過(guò)濾層因?yàn)闀r(shí)間的推移，透過(guò)的量就會(huì)降低.提高透過(guò)量的方式就是清理濾餅.

2.2 對(duì)超濾技術(shù)在環(huán)境工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析

在環(huán)境工程中的實(shí)際應(yīng)用中，除了微濾技術(shù)的使用，還可以通過(guò)利用超濾技術(shù)進(jìn)行膜的分離.可以使其凈化效果的最大化地實(shí)現(xiàn).將其懸浮物以及顆粒機(jī)型去除.當(dāng)工業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中，此技術(shù)除了在環(huán)境工程中得到最大化的應(yīng)用外，還可以在其他的行業(yè)中進(jìn)行應(yīng)用，如在汽車(chē)中，超濾技術(shù)將其應(yīng)用在電泳涂漆廢水中.對(duì)其金屬離子可以得到很好的回收，而且可以得到很好地的凈化，可以得到第二次的使用，將其經(jīng)濟(jì)效益得到最大程度的發(fā)揮.在以后的膜分離技術(shù)的發(fā)展中，還有很多重要的方面可以將其作為研究方向，而且在研究的過(guò)程中，可以利用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)抗氧化的最大效果，而且耐高溫也可以得到更好的發(fā)揮.

2.3 對(duì)反滲透技術(shù)在環(huán)境工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析

當(dāng)處理工業(yè)的廢水時(shí)，就會(huì)應(yīng)用環(huán)境工程的反滲透技術(shù)，而且在垃圾滲濾液的處理過(guò)程中應(yīng)用反滲透技術(shù)實(shí)現(xiàn)處理.在改善飲用水水質(zhì)以及污水處理的過(guò)程中，可以應(yīng)用.因?yàn)楫?dāng)相關(guān)的人員在處理廢水的過(guò)程中，會(huì)有重金屬以及氨氮等，而且濃度非常高，以前會(huì)利用活性污泥的方法進(jìn)行處理，但是這種方法會(huì)出現(xiàn)很多的劣勢(shì)，如必須通過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間才能處理完，而且效果沒(méi)有和人們預(yù)期的一樣.但是利用反滲透技術(shù)就可以克服上述問(wèn)題，使其效果得到很好的體現(xiàn).但是也會(huì)有一定的問(wèn)題，因?yàn)闈舛炔?，以及?huì)出現(xiàn)污染問(wèn)題，所以在應(yīng)用的過(guò)程中，就要將其具體問(wèn)題進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)改善膜材料的方法，體現(xiàn)技術(shù)價(jià)值.

2.4 納濾

在環(huán)境過(guò)程中，因?yàn)樾枰M(jìn)行分離，有些要求比較高，所以在凈化的過(guò)程中就可以使用納濾技術(shù)，而且和其他的技術(shù)相比較，其作用效果非常好.當(dāng)對(duì)過(guò)濾物質(zhì)進(jìn)行處理時(shí)，納濾技術(shù)就會(huì)利用壓力的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)非常好的效果.而且提高了過(guò)濾效果，在這個(gè)過(guò)程中就要對(duì)其壓力機(jī)型設(shè)置，0.5-1.0兆帕.在過(guò)濾的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，因?yàn)閷?duì)其離子具有很強(qiáng)的選擇性，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其理想離子的過(guò)濾效果，此技術(shù)可以應(yīng)用在很多的地方，當(dāng)遇到需要過(guò)濾的物質(zhì)時(shí)就可以應(yīng)用，可以對(duì)環(huán)境的保護(hù)有一定的促進(jìn)作用.

2.5 液膜

對(duì)于含有特定的有機(jī)物質(zhì)或者物質(zhì)離子的溶液，就可以采用液膜分離技術(shù).當(dāng)在廢水中，當(dāng)在液體的表面，會(huì)出現(xiàn)液膜，其實(shí)就是乳液的顆粒，就可以實(shí)現(xiàn)氨以及苯胺的去除，而且達(dá)到的效果就是清除率的提高，將近98%.而且對(duì)于液膜，和其他的固膜相比較，分離效率、選擇性以及傳質(zhì)速度更快更高.當(dāng)在處理廢水的過(guò)程中、冶煉以及醫(yī)藥化工中應(yīng)用過(guò)程中液膜分離技術(shù)可以得到很好的應(yīng)用.當(dāng)在回收二次應(yīng)用物質(zhì)的過(guò)程中，使其設(shè)備得到很好的應(yīng)用.而且操作簡(jiǎn)單.所以在使用的過(guò)程中，應(yīng)該將重點(diǎn)放在液膜穩(wěn)定性上，實(shí)現(xiàn)快速破乳.

2.6 集成膜技術(shù)

和傳統(tǒng)的技術(shù)相比，集成膜就實(shí)現(xiàn)了對(duì)其傳統(tǒng)的技術(shù)的改進(jìn)，使其傳統(tǒng)的技術(shù)可以得到更好的發(fā)揮，在膜技術(shù)的發(fā)展中，利用新型的膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了特點(diǎn)的發(fā)揮.而且在環(huán)境工程中利用最為廣泛的是集成膜技術(shù)，如廢水的處理中，就會(huì)得到更好的效果發(fā)揮，對(duì)于其有毒物質(zhì)可以得到更好的清除，而且可以進(jìn)行濃縮，進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)凈化處理，實(shí)現(xiàn)使用壽命的延長(zhǎng).

3 膜分離技術(shù)在水處理環(huán)境工程中的應(yīng)用

3.1 飲用水凈化膜分離技術(shù)

當(dāng)對(duì)飲用水中懸浮物以及細(xì)菌等進(jìn)行處理的過(guò)程中，可以得到更好的凈化效果.當(dāng)在凈化的過(guò)程中，可以將其微濾膜以及超濾膜應(yīng)用下過(guò)程中，對(duì)其微生物進(jìn)行去除，如病毒、賈第蟲(chóng)、細(xì)菌以及隱孢子蟲(chóng)等，其中的膠體就可以通過(guò)表面的超濾膜進(jìn)行去除，在水中的細(xì)菌得到去除.利用膜分離技術(shù)，就其他的飲用水凈化技術(shù)相比較，因?yàn)闆](méi)有其他試劑，所以凈化的效果得到發(fā)揮.

3.2 處理工業(yè)廢水

膜分離技術(shù)主要用于深度處理以及回收廢水的過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)膜分離技術(shù)的應(yīng)用，使其廢水得到處理.就可以利用超濾膜，應(yīng)用在石化廢水中，實(shí)現(xiàn)油的質(zhì)量濃度的降低；在對(duì)染料廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)因?yàn)樯锝到庑圆钜约昂}量高，就利用表面納濾膜實(shí)現(xiàn)了染料廢水的含鹽度的降低；當(dāng)利用膜分離技術(shù)進(jìn)行造紙廢水處理時(shí)，可以得到很好的處理效果，而且使其相關(guān)的回收率得到提高；當(dāng)對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行處理時(shí)也可以利用膜分離技術(shù)，在廢水含有重金屬時(shí)也得到更為廣泛的應(yīng)用.實(shí)現(xiàn)了有用物質(zhì)的回收，將其水中的溶鹽進(jìn)行去除.總之，在其中的應(yīng)用更為廣泛.

3.3 海水及苦咸水淡化

為了實(shí)現(xiàn)淡水的獲得，在處理的過(guò)程中就可以對(duì)苦咸水以及海水進(jìn)行淡化，所以在膜技術(shù)的發(fā)展中，進(jìn)行淡化的過(guò)程中應(yīng)用可以將其目前的水資源短缺問(wèn)題得到緩解，在其中的方式中，膜蒸餾、反滲透以及電滲析就是三種方法.其中利用電滲析的方式，雖然可以將其進(jìn)行淡化的效果，但是使用的頻率比較低，因?yàn)闀?huì)在能耗上需要更多；但是利用反滲透的方式，不僅對(duì)咸淡水的處理效果較好而且成本比較低，實(shí)現(xiàn)了分離目的；利用膜蒸餾工藝，其實(shí)就是利用膜技術(shù)以及蒸餾的技術(shù)，因?yàn)閮蛇叺恼羝麎壕哂袎翰?，就?huì)使其料液中揮發(fā)性的組分通過(guò)蒸氣透過(guò)膜孔，實(shí)現(xiàn)分離.

4 膜分離技術(shù)的發(fā)展前景

人們的生活水平已經(jīng)隨著我國(guó)的綜合國(guó)力的增強(qiáng)越來(lái)越高，將更多的關(guān)注點(diǎn)放在了對(duì)身體的健康以及生活環(huán)境的重視.而且因?yàn)榄h(huán)境的惡化，對(duì)其環(huán)境也有了更高的要求.對(duì)此在探索的路上，對(duì)其新技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新已經(jīng)是一個(gè)趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)以及零污染的目的效果，對(duì)此利用膜分離技術(shù)就實(shí)現(xiàn)了效率高、耗能少而且沒(méi)有污染等.在人們的生活以及生產(chǎn)中，因?yàn)橹車(chē)h(huán)境的變化，帶來(lái)更多的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)此在對(duì)廢水處理的過(guò)程中就會(huì)利用膜分離技術(shù)，比如微濾、超過(guò)濾以及反滲透等分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了分離的目的，而且實(shí)現(xiàn)了二次使用以及資源的再次應(yīng)用，對(duì)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展具有促進(jìn)作用.在我國(guó)利用膜分離技術(shù)雖然不是非常成熟，但是相信在未來(lái)的發(fā)展會(huì)更好.所以一方面我國(guó)要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的提高，而且對(duì)其環(huán)境也要重視，一定要進(jìn)行兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展.

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中，實(shí)現(xiàn)了非常大的作用，而且當(dāng)其應(yīng)用在其他的項(xiàng)目中，也會(huì)實(shí)現(xiàn)非常大的效果.在最后的分離效果比較中，此技術(shù)具有眾多的優(yōu)勢(shì)，適用性比較強(qiáng)，與其他分離技術(shù)相比，它具有更廣泛的適用性和更大的影響力.未來(lái)還有待進(jìn)一步研究，對(duì)其目前的存在問(wèn)題進(jìn)行解決.

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