工業(yè)水處理中膜分離技術的應用研究

索占濱

摘要：在科學技術不斷發(fā)展的今天，膜分離技術的水平也得到了提高，逐漸在分離科學中顯露頭角。對工業(yè)產(chǎn)生的廢水進行處理是膜分離技術的主要應用渠道，該技術對廢水進行過濾收集其中的有用物質(zhì)，不但可以使廢水的利用程度得到提高，而且可以使工業(yè)用水的污染程度得到降低，在工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中具有十分重要的意義。近來幾十年的發(fā)展中，在分離凈化技術上膜分離技術是一種新型的清潔生產(chǎn)技術，它不僅在操作工藝上相對簡單，更是一種綠色環(huán)保的分離凈化技術，它不僅能將工業(yè)廢水得以很好的凈化，又能將工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)進行回收，所以在我國的工業(yè)水處理中，膜分離技術已經(jīng)發(fā)揮著重要的作用。

關鍵詞：工業(yè)水處理;膜分離技術;應用

膜分離作為一種高效節(jié)能的新型分離技術，越來越受到了人們的關注和使用，在多個工業(yè)和輕工業(yè)的領域發(fā)揮著舉足輕重的作用。最初的膜分離技術是由于人們對海水淡化的需求而產(chǎn)生的，然后逐步的得到了多個領域研究者的重視，發(fā)展出了高效的膜分離技術。膜分離技術發(fā)展至今，陸續(xù)的融入了越來越多的科學手段，但與當代工業(yè)發(fā)展的需求相比，還有著許多的缺點和不足，督促著當代膜分離技術的研究者去研究出更多性能的半透膜，并提高膜分離相關的技術水平，更好的對工業(yè)污水進行優(yōu)質(zhì)的處理。

一、膜分離技術特點

1、經(jīng)過膜分離技術處理的水質(zhì)量好，新型的膜分離技術在處理微米級的物質(zhì)的基礎上，已經(jīng)達到了處理納米級物質(zhì)的程度。因此目前的膜分離技術可以將工業(yè)水中的毒性、色度及嗅味等進行去除的同時，還能去除工業(yè)水中的細菌、病毒等。

2、膜分離技術在工業(yè)水處理的過程為吸附→吸收→萃取。在這過程中的能耗相對較低，而且在低溫狀態(tài)下也能進行水分離，分離出來的物質(zhì)經(jīng)過冷卻或者加熱后能耗都很低。

3、膜分離技術分離出來的工業(yè)水的水質(zhì)相對穩(wěn)定。這是由于膜分離技術設備自身攜帶的運動部件、工作環(huán)境、日常維護都屬于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，操作性簡單和可靠度高也是膜分離技術能夠可靠穩(wěn)定分離水的技術保障，尤其是膜材料的選擇決定了水質(zhì)的好壞。

4、膜分離技術的工作效率經(jīng)過近年來的技術革新之后，已經(jīng)具有了前所未有的改進，例如對常用設備的改進，現(xiàn)在膜的面積已經(jīng)較小，而且可以實現(xiàn)生產(chǎn)工藝中直接灌輸?shù)募夹g。與傳統(tǒng)的分離技術比較，技術含量更高，無需添加化學藥劑，符合綠色環(huán)保的生產(chǎn)要求。

二、工業(yè)水處理中膜分離技術存在的問題

1、膜分離中半透膜技術應用差。膜分離技術主要是根據(jù)半透膜的選擇透過性，來將混合物進行物質(zhì)的分離，從而達到回收物質(zhì)進行循環(huán)利用的目的。然而，當前我國膜分離技術在研究中，還有著半透膜技術應用差的問題，影響工業(yè)應用中水處理的質(zhì)量和效率。由于技術水平的限制，當前研究出的半透膜種類較少，相關的性能單一，無機膜中只有微濾和超濾級別的膜，盡管在應用上比較廣泛，但也制約了膜分離技術在更多工業(yè)領域中的開發(fā)和使用。并且膜技術水平的不足，導致半透膜在工業(yè)污水處理中抗污染的性能差，極易導致半透膜在過濾中發(fā)生膜孔堵塞，降低半透膜的分離能力，造成半透膜的損壞，影響水處理工作的順利進行。同時，技術水平是膜分離科學長遠發(fā)展的基礎，一旦技術水平落后，會影響半透膜的使用性能和使用壽命，增加工業(yè)生產(chǎn)的投入成本，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

2、膜分離中反滲透技術水平低。反滲透技術是膜分離技術中的重點，在近幾十年中得到了飛速的發(fā)展，并在工業(yè)領域的方方面面都得到了合理的應用，然而，就當前反滲透技術的發(fā)展水平來看，還有著上升的空間。反滲透技術在工業(yè)污水處理的工作中有著高效、節(jié)能的優(yōu)點，但技術水平的問題，導致滲透過程中易發(fā)生濃差極化的現(xiàn)象，從而使污水向相反的方向滲透，阻礙滲透的效果，并且反滲透過程需要裝置向滲透膜加壓，來濃縮處理污水，而裝置的技術含量低，易在滲透過程，影響滲透膜的濃縮效率。同時，我國的反滲透技術與國際相比，技術水平還存在差距，導致滲透膜和滲透裝置需要進口，增加了污水處理的成本，并且反滲透過程中需要專業(yè)的技術人員進行操作，相應的滲透膜也需要后續(xù)的處理。因此，推動反滲透技術水平的發(fā)展迫在眉睫。

3、膜分離中過濾分離技術落后。膜分離技術根據(jù)膜孔徑的不同，將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜，三種膜分離技術用來分離、提純和澄清不同分子大小的物質(zhì)，在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。然而，當前的超濾、微濾和納濾膜系統(tǒng)還存在著技術落后的問題，影響工業(yè)水處理過程的效率。在工業(yè)生產(chǎn)中，污水中的成分和濃度不同，而過濾分離技術的水平問題，將會導致不同的污水處理標準下，水質(zhì)中殘留物的濃度和質(zhì)量不達標，給工業(yè)污水處理工作帶來困難，并且工業(yè)廢水中有部分有用的物質(zhì)，通過三種過濾分離技術來陸續(xù)進行回收，一旦技術不過關，將導致物質(zhì)的截留率不盡人意，增加不必要的浪費，并影響整個污水處理過程的質(zhì)量。微濾、超濾和納濾膜分離技術是膜分離技術中的重點，三者過濾分離技術的落后，對膜分離技術的整體發(fā)展和工業(yè)水處理的工作有著嚴重的影響。

三、膜分離技術在工業(yè)水處理的應用

1、加快膜技術的科學研究。膜分離技術作為本世紀最偉大的應用技術之一，半透膜科學的研發(fā)和使用，是眾多科學領域和工業(yè)領域快速發(fā)展的基礎。當代的膜分離技術工作者務必要加快膜技術的科學研究，增加半透膜的使用性能，拓寬膜分離的應用領域。在工業(yè)生產(chǎn)中，污水處理一直是社會關注的重點，膜分離技術水平的提高，會增加污水處理的質(zhì)量和效率，對重金屬離子、有毒物質(zhì)和細菌實現(xiàn)更有效的分離，在回收有用物質(zhì)的同時，降低工業(yè)用水的污染程度。并且膜科學的進步，會提高半透膜的性能，相應的增加半透膜在污水處理中的適用性及其使用壽命，減少工業(yè)對污水處理的成本投入，增加經(jīng)濟效益。同時，隨著越來越多新型材料的研發(fā)和合成，膜科學的工作者務必要加大研究的力度，將更多的新型材料加入到半透膜的膜材料中，研究出具有更多選擇透過能力的半透膜，提高我國膜科學技術在國際上的競爭能力。

2、推動反滲透技術的發(fā)展。反滲透技術作為如今最先進、最節(jié)能、最有效的膜分離技術，在工業(yè)污水的處理中受到廣泛的應用，縱觀當代中國反滲透技術的發(fā)展現(xiàn)狀，與國際水平相比，還有成長的空間。當代的反滲透技術研究者務必要加大資金和技術的投入力度，完善反滲透過程中的技術漏洞，減少濃差極化的現(xiàn)象的發(fā)生幾率，提高滲透的效果和濃縮效率，并且優(yōu)化反滲透裝置的結構，增加技術含量，在污水處理時保證技術人員操作得當，相關的壓力指數(shù)符合滲透要求，從而提高裝置的效率和滲透膜的使用壽命。同時，加快反滲透技術的科學研發(fā)，降低能耗，提高溶質(zhì)的脫除率，并提高反滲透裝置的元件使用性能的和清洗效率，以保證滲透系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的進行污水處理工作，相關的研發(fā)人員還要引進國外先進的反滲透技術和理論，結合我國工業(yè)水處理的具體情況，研發(fā)出適合工業(yè)污水處理的低價反滲透裝置，以增加工業(yè)水處理的經(jīng)濟效益。

3、提高過濾分離技術水平。隨著膜分離技術的發(fā)展，多種分離工藝因性能差別被細分，微濾、超濾和納濾膜分離技術作為當代工業(yè)生產(chǎn)中應用的重點，相關的技術水平問題應該引起研究者足夠的重視。技術水平永遠是制約微濾、超濾和納濾膜系統(tǒng)，分離、過濾、澄清和提純效率和質(zhì)量的主要因素，相關的研究人員要加快技術的升級，提高微濾分離技術對微米級的微粒和細菌的截留率，增加微濾膜的吸附能力，保證污水中大顆粒的雜質(zhì)得到高效的處理。并提高超濾分離技術濃縮和凈化的能力，加快超濾系統(tǒng)的更新?lián)Q代，增加超濾分離技術的優(yōu)勢，從而有效的對工業(yè)污水進行澄清處理，同時，納濾分離技術的前景廣闊，一旦技術得到突破，將有效的提高污水中無機鹽和小分子有機物分離的效率，并在水處理領域中發(fā)揮出巨大的作用。膜分離技術在工業(yè)水處理中的應用，減小了工業(yè)用水的污染程度，并節(jié)約了部分有用的資源，對當代中國的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中膜分離技術的應用是不可或缺，在處理工業(yè)污水的整體過程中具有重要的意義。因此，膜分離技術的研究者不但要加快膜技術的科學研究，同時需要推動反滲透技術的發(fā)展，對制膜工藝的水準也需要提高，最重要的是提髙微濾、超濾、納濾的技術水平，這樣才能在工業(yè)生產(chǎn)過程中更多地發(fā)掘膜分離技術地應用，保證該技術發(fā)揮出最大的應用價值。

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