環境工程中膜分離技術的應用

譚 瀟

（武昌工學院食品工程學院 湖北武漢 430000）

經過多年的科研，我國在膜分離技術已經達到了國際先進水平，此間通過對膜分離技術的研究，在此領域研發出了眾多實用產品。分離膜技術以特有的結構和機能特性,在環境工程以及某些資源再生方面應用前景可見。

1 膜分離技術概述

1.1 膜分離技術與傳統過濾對比

膜分離與傳統過濾相比，整個過程不需要助劑的支持通過物理過程進行分離，此技術可通過混合物不同的物理特性進行分離，甚至包括混合物通過分離膜不同的速度進行分離。作為一門高新科技，膜分離技術可以根據各不同機理類型的膜分離過程，適應到各類不同需求的分離需要。整個膜分離過程，可在常溫下進行操作，無化學反應，低能高效，分離過程不產生污染，工藝操作簡單等諸多特點，與傳統過濾相比更適合于熱敏性物質的分離，以其特有的性能在許多領域都得到了廣泛的應用。

1.2 膜分離技術與環境保護的關系

膜分離技術通過把外部能量以及化學位差當作動力，結合天然膜或者合成膜進行雙組分以及多組分溶質和溶劑進行分離，此技術還可以把物質進行等級區分、物質提純包括物質收集。膜分離技術通過對多個技術過程對物質進行分離，可針對固液態物質以及氣體中的廢物進行處理，從而達到排放標準，甚至可以達到可利用物質二次回收的目的，對環境保護起到了顯著的作用。

2 環境工程中膜分離各技術的應用

2.1 微濾(MF)

此技術的主要適用范圍是對0.1~10Lm大小的顆粒以及其它類型的物質進行過濾。與普通的過濾工藝同屬篩網過濾。微濾過濾因具備操作壓力低,而且對液體具有相當的適應性等特點，被廣泛地應用在飲用水處理工程中。此項技術完全取代澄清過濾以及二沉池減小了過濾池的占地面積，并且當水質出現波動較大的情況下，依然可以進行處理。與此同時，膜分離技術可以進行廢水處理，完全實現閉路循環,把染水進行處理之后資源回收再次利用。膜分離技術在進行不斷的演變過程中,變廢為寶實現了資源再利用，提高了環境保護的意識同時也實現提升了經濟效益。

2.2 超濾(UF)

超濾膜是一種篩分技術的過程，它的過濾孔徑通常在0.05~1 nm之間。通過此技術可以清除物質中固體顆粒物、懸浮物，也可以利用分離大分子物質或者膠體從而達到過濾的效果。此膜分離技術被廣泛地應用于處理電泳涂漆廢水,把廢水中所含的金屬離子雜質清除，達到重新回收利用的目的，提升了廢水再生利用的可生化性。不過，此項技術需要大通量、耐高溫、抗氧化性強的的超濾膜及膜組件作為支持，這也是此項技術產品研發的重點。

2.3 反滲透(RO)

反滲透膜技術可以有效地脫除所有的溶質,提高了反滲透水質,被廣泛應用于水的除鹽處理。同時此項技術在城市污水，飲用水包括工業用水上的處理都有著顯著的效果。能有效地去除高濃度的有機物外，還可以清除水質中所包含的重金屬及堿度含量較大的等有害物質。

2.4 納濾(NF)

此技術是一種新型的膜分離技術，具有較強的離子選擇性，可以高效地清除物質中包含的二價離子，對一價離子清除率也比較高，所以此項膜分離技術被廣泛應用于地下水道，以及河水的廢水處理。能對其污水中所含的低分子有機物，包括農藥成分等多種有害物質有高性能的清除作用。大大降低了反滲透投資的成本。

2.5 液膜(LM)

液膜分離技術，適用于對溶液中含有的特定離子或者是有機物的分離。它是一種懸浮于液體的乳液顆粒,通過具有選擇性的滲透或者是化學反應進行有效的萃取和吸附的特性，在醫藥化工、冶煉以及廢水處理行業中得到了廣泛地應用。液膜持的傳質速度快、選擇性較高、分離效率高的特點，可以有效地去除工業廢水中所包含的氨、苯胺等有害物質，與此同時液膜分離還具有操作簡易、設備簡單的點，只要結合實際需求解決液膜穩定性的問題以及快速破乳的方法，能有效地把有用物質進行回收，廢水再利用的環保效果。

2.6 集成膜技術(IMT)

所謂的集成膜技術是通過是膜技術結合其它傳統工藝進行優化的技術,在拓寬膜分離應用范圍上起到了巨大的推動作用。有效的結合即提高了膜技術能進行廢物再利用的效能，又能借助傳統工藝技術對所需分離的有害物質進行有效的清除效果。例如造紙業產生的黑液中，通過膜分離技術回收包含的木質素磺酸鈉，需要絮凝、UF和RO等方法進行集成，進行廢水處理，清除廢水中包含的有毒物質，需要通過膜萃取及反萃取把廢水中的有害毒物進行濃縮,然后再進行膜反應器中進行凈化處理等方法集成。都是利用集成的膜技術把廢物進行有效的回收利用,在減少對環境污染的同時，也延長了各個生產組件的使用壽命。

3 結語

目前，各類型的污染物排放的問題，以及處理和再利用的問題已經成為了環境工程的重中之重。通過膜分離技術產品研發成果，在很大程度上解決了這部分問題。我們堅信經過多方面研究，膜分離技術的優勢可以在再多環境工程領域得到充分的發揮。

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