淺析膜分離技術(shù)在水處理環(huán)境工程中的應(yīng)用

徐開強(qiáng) 卓麗君

摘 要：隨著科技的發(fā)展，對于水資源的利用能力也在不斷的發(fā)展。膜分離技術(shù)是當(dāng)前水處理技術(shù)中的重要內(nèi)容，對于實現(xiàn)對水資源利用效率的提升有著非凡的意義，這是新時代背景下水資源處理技術(shù)必須要重視的問題。筆者在查閱了大量的文獻(xiàn)資料之后，對膜分離技術(shù)的具體原理和膜分離技術(shù)的多種方法進(jìn)行深入討論，期望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員帶來一些幫助。

關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù);環(huán)境工程;水處理

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會生產(chǎn)力越來越高，但是因為錯誤的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，讓我國的社會環(huán)境問題受到了巨大的困擾。從全球的角度分析，也可以發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題已經(jīng)成為了制約人類發(fā)展的重要問題，如果不能夠采用合適的方式解決當(dāng)前一系列的環(huán)境問題，必然會對人類文明造成巨大的影響。特別是水資源的利用和處理方面，因為冰山融化、溫室效益、水污染等多方面的問題，淡水資源短缺已經(jīng)困擾了人類多年。如何利用技術(shù)手段增加水資源的利用能力，成為了環(huán)境工程中必然要注重的問題。而膜分離技術(shù)正是在這一需求下不斷的得到發(fā)展，該技術(shù)的出現(xiàn)和創(chuàng)新給人類淡水資源的利用以及水污染的治理尋找到了新的方向。

1 膜分離技術(shù)

1.1 什么是膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)早在二十世紀(jì)初就得到了相應(yīng)的發(fā)展，該技術(shù)原先運用于化學(xué)實驗中某些溶液顆粒物質(zhì)的過濾和分離。該技術(shù)運用于化學(xué)實驗中，改變了原先的溶液內(nèi)物質(zhì)的分離方式，使得溶液內(nèi)各種溶質(zhì)的分離可以在常溫條件下進(jìn)行，不需要采用萃取、蒸發(fā)等需要改變?nèi)軇┑姆绞竭M(jìn)行。這種在常溫條件下能夠進(jìn)行溶液內(nèi)部物質(zhì)分離的技術(shù)，一出現(xiàn)就在各個領(lǐng)域得到了廣泛的運用。

1.2 膜分離技術(shù)分類

在膜分離的技術(shù)以及發(fā)展工作中，存在著諸多領(lǐng)域的內(nèi)容需要進(jìn)行正確的認(rèn)識。這些內(nèi)容是界定膜分離技術(shù)分類的重要依據(jù)。具體而言，膜分離技術(shù)的分類會依據(jù)膜分離的具體操作方式進(jìn)行相應(yīng)的分類，從而利用微濾、納濾、反滲透等具體的分離方法進(jìn)行膜分離技術(shù)的分類。隨著人類水資源日漸短缺，同時更加的注重生態(tài)文明建設(shè)，所以在廢水處理以及海水淡化等領(lǐng)域開始大量的運用膜分離技術(shù)。

1.2.1 微濾法

微濾法是膜分離技術(shù)只能夠常用的一種方式，該方式主要依托于材料技術(shù)的發(fā)展，利用新型的膜材料從而監(jiān)造出一種存在微小膜孔的過濾膜，實現(xiàn)在氣體、液體中進(jìn)行相應(yīng)顆粒和菌類物質(zhì)的交換，這方面的內(nèi)容在實際的工程建設(shè)中都有著巨大的現(xiàn)實意義，能夠讓食品工業(yè)、水污染工業(yè)、醫(yī)療藥物專業(yè)都尋求到了發(fā)展方向。這種膜分離技術(shù)的廣泛使用，讓物質(zhì)分離以及提純變得更加具有效率的同時，純度也向著利好方向發(fā)展。

1.2.2 反滲透法

反滲透方法運用了諸多領(lǐng)域內(nèi)容，具體的工作原理就是在不同的壓力差下，液體之間進(jìn)行溶質(zhì)交換。也就是利用膜將兩種溶液進(jìn)行隔離，良種溶液因為不同的壓力差，必然會形成滲透壓，然后相關(guān)的技術(shù)人員根據(jù)實際需求，對分離兩個溶液膜的數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計，然后就可以利用反滲透效果實現(xiàn)溶液之間的物質(zhì)分離。在采用該方式進(jìn)行分離工作時，在精度上更高，并且在實驗環(huán)境下，有著更大的運用空間。隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展和城市，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品加工、污水處理、純凈水制造等多個領(lǐng)域都有了巨大的發(fā)展。通過對這一內(nèi)容進(jìn)行具體分析，不難發(fā)現(xiàn)這是促進(jìn)我國水資源利用能力以及水資源處理技術(shù)發(fā)展的重要動力。

1.2.3 超濾法

該技術(shù)依托于超濾以反滲透技術(shù)上發(fā)展而形成，借鑒了超濾和反滲透的原理，通過壓力讓直徑不同的粒子進(jìn)行分離。所以在使用該技術(shù)時，最為關(guān)鍵的節(jié)點在于控制膜孔的直徑。隨著這一技術(shù)的發(fā)展和成熟，膜孔徑位于20-1000?左右已經(jīng)變得非常成熟。這一技術(shù)的使用領(lǐng)域非常廣闊。但是因為該技術(shù)主要是區(qū)分不同直徑的分子，所以在實際的使用中，更多的是運用于污水處理以及資源與環(huán)境工程領(lǐng)域。同時在醫(yī)藥領(lǐng)域尤其是中藥藥劑制作方面，該方法因為空間占率小、效率高等多個優(yōu)點得到了各界的一致青睞。除了上述所介紹的幾種方法之外，膜分離技術(shù)還有電滲析、膜傳感器等多種方法，這些方法都是膜分離技術(shù)中重要內(nèi)容，對于水資源的利用以及科研工作都有著巨大的意義。

2 膜分離技術(shù)在水環(huán)境工程的應(yīng)用

2.1 工業(yè)廢水處理

工業(yè)廢水是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可避免的問題，尤其是在發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)都較為落后。所以在工業(yè)廢水的處理工作上并不能夠有效技術(shù)，從而造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。這一現(xiàn)象在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程中尤為常見，現(xiàn)如今我國已經(jīng)認(rèn)識到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)要同生態(tài)文明建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展共同進(jìn)步，這是新時代背景下，必須要重視的內(nèi)容，對于促進(jìn)現(xiàn)代文明的快速發(fā)展有著巨大的現(xiàn)實意義。在工業(yè)廢水的處理工作中，利用膜分離技術(shù)能夠有效的將廢水中的雜質(zhì)、有效微生物、病原體等污染物分離，從而讓工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水逐漸走向正?；绕涫窃诮?jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程中，這方面的工作變得尤為重要，科學(xué)的運用膜技術(shù)進(jìn)行工業(yè)廢水的處理，可以讓水資源的保護(hù)工作變得更加有效。

2.2 純凈水處理

人們飲用的水源在處理之后可以引入到各家各戶，這是我國水資源處理技術(shù)成熟的又一表現(xiàn)。但是不可避免的是，在水資源的處理中依舊存在著各類安全問題，無論是常用的氯氣消毒還是使用絮凝劑去除懸浮物，在自來水的處理中都非常常見，但是在純凈水的處理上使用上述方式明顯難以達(dá)到純凈的要求。所以在當(dāng)前的春季水純凈水處理技術(shù)中，主要的使用領(lǐng)域集中在了膜分離技術(shù)，利用膜分離技術(shù)可以很好的將自然水域中的懸浮物、細(xì)菌進(jìn)行隔離，從而生產(chǎn)處安全無害的純凈水。在生產(chǎn)成本以及操作方式上，膜分離技術(shù)都有著巨大的優(yōu)勢，從而讓純凈水的生產(chǎn)成本顯著降低。

2.3 苦水、咸水處理

雖然我國地大物博，但是淡水資源短缺是非常嚴(yán)重的問題，尤其是淡水資源分布不均勻的原因，這方面的內(nèi)容更是難以得到相應(yīng)的發(fā)展，對于我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而言，這是一個難以解決的問題。所以一方面我國開始利用水利工程實現(xiàn)水資源的合理分布，另一方面則是利用鉆井的方式獲取地下水。雖然當(dāng)前的地質(zhì)勘測技術(shù)可以有效的勘測出地下水的含量以及位置，但是對水質(zhì)的預(yù)測依舊存在相應(yīng)的問題。如果在鉆井之后發(fā)現(xiàn)地下水屬于苦水或者咸水，如何處理這些水資源就成為了一個嚴(yán)峻問題。但是隨著膜分離技術(shù)的發(fā)展成熟，讓苦水和咸水的處理技術(shù)變得更加的簡單有效，尤其是膜分離技術(shù)中的納濾法、滲析法不僅僅可以去除這些苦咸水中的細(xì)菌，還可以實現(xiàn)水資源的高純度提出，改善水中的鹽分和pH值，讓其達(dá)到飲用的標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 洋水淡化處理

海洋有著豐富的水資源，但是因為洋水內(nèi)含有大量的雜志，并且鹽分很高，溶解了大量的無機(jī)物，所以對于洋水的利用一直有限，但是就目前的生產(chǎn)要求下，無論是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是大部分的工業(yè)生產(chǎn)，都是需要豐富的淡水資源，洋水并不能夠運用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在飲用上，洋水更是沒有任何利用價值。但是在一些沙漠國家，淡水資源極其缺乏，如何利用洋水成為了這些國家都需要重視的問題，這是這些國家在發(fā)展中必須要注重的問題。但是因為海水中的鹽分都溶解在了海水中，所以對其的淡化非常繁復(fù)，如果是采用蒸發(fā)的方式進(jìn)行海水淡化，不難發(fā)現(xiàn)這種方式在能源需求上有著過高的需求。雖然在后續(xù)的發(fā)展中，已經(jīng)形成了電滲析法，該方式所形成的氫氣可以作為清潔能源，但是其生產(chǎn)淡水的效率依舊難以同膜分離技術(shù)相比，所以從這方面分析，不難發(fā)現(xiàn)洋水淡化必然要以膜分離技術(shù)作為支持。

3 結(jié)語

膜分離技術(shù)于20世紀(jì)初產(chǎn)生，在20世紀(jì)60年代快速發(fā)展，并且得到了良好的反響，該技術(shù)在水資源的處理上有著巨大的優(yōu)勢，對于促進(jìn)水資源的合理利用有著現(xiàn)實意義。同時在水污染處理上，該技術(shù)也因為水處理環(huán)境需求低，處理效果突出的原因，得到了廣泛的運用。

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