膜技術在制水工藝中的應用研究

（河北維爾康制藥有限公司，河北 石家莊 050033）

膜技術在制水工藝中的應用研究

馮曉燕

（河北維爾康制藥有限公司，河北 石家莊 050033）

傳統的水處理過程中常采用混凝-沉淀-過濾-消毒的處理工藝，隨著飲用水水質標準的提高，該工藝已經不能滿足人們對飲用水的要求。膜處理技術是目前應用最多的水處理技術。本文介紹了膜技術和膜分離技術的相關內容，并且就膜技術在制水工藝中的應用進行了闡述。

膜技術；分離技術；應用

1 膜技術與膜分離技術

膜是一種能夠起到分子級別過濾作用的介質，當溶液或者氣體跟膜接觸時膜會對其起到相應的過濾作用，允許某些物質透過，其它物質則被選擇性的攔截，實現溶液或者混合氣體中不同組分的過濾。從存在形式上來分，膜可以分為氣相、液相或者它們的組合。還可以分為均相的或者非均相的，對稱的或者非對稱的，中性的或者核電性的，其厚度一般在幾微米到幾毫米。

膜分離技術使將選擇性透過膜作為分類介質，當在膜兩側加上某種推動力時，原料側組分選擇性的透過膜，從而實現分離或提純的目的。目前常用的膜分離過程中微濾、超濾、反滲透、納濾、滲析、電滲析、氣體分離、滲透蒸發和液膜等八種，其中前四種方法的應用較多，且其膜處理過程中用到的裝置及其流程都比較成熟。膜處理技術在水處理領域的應用非常廣泛，通過不同的膜技術可以實現對水資源的凈化、脫鹽和去除水中有害物質等[1-4]。膜技術是近些年來新興的一門分離技術，跟傳統的分離方法相比，膜技術具有能耗低、分離效果高、無二次污染以及工藝簡單等特點，在水處理、生物化工、食品工業、造紙工業以及制藥工業中得到了廣泛的應用。

2 膜技術在水處理中的應用

隨著環境污染的加重，水資源短缺和污染程度也變得越來越厲害，因此必須加強對廢水的處理，目前在廢水處理過程中應用較多的是膜處理技術。我國是一個嚴重缺水的國家，水資源非常匱乏，很多城市的生活和生產用水問題非常嚴重，隨著人們生活水平的提高，對生活用水的水質問題也提出了更高的要求。因此通過膜分離技術解決目前生活和生產用水問題成為時代發展的必要。

（1）微濾在水處理中的應用

微濾方法采用靜壓差作為推動力，利用網狀介質的膜來實現對水中懸浮物、細菌類、微粒子以及大分子有機物的過濾。它可以作為污水處理二級出水的過濾單元，也可以跟活性污泥組合后成為MBR工藝[5]。微濾技術一直用來從生產半導體的液體中去除粒子，在制備純水的過程中可以作為最后一級的終端過濾手段，濾除水中的樹脂碎片或者細菌雜志等。在實際應用中通常在微濾前設置相應的預處理設施，以延長微濾膜的使用壽命。微濾膜對鹽類粒子沒有過濾作用，如果系統要求對水中的磷元素進行處理時，則要添加相應的化學除磷措施。

（2）超濾在水處理中的應用

采用超濾技術可以實現對水中懸浮物、蛋白質、膠體以及大分子有機物和微生物的過濾，具有操作壓力低，產水量大的特點。超濾膜工藝在水處理方面的應用主要有：用超濾膜代替常規的沉淀過濾工藝除去水中的病毒和大腸桿菌；用超濾膜和混凝沉淀聯用工藝處理微污染源水；用混凝-粉末活性炭-超濾技術處理長江源水；用超濾膜工藝還可以實現對含油廢水和造紙黑液的處理。

（3）納濾在水處理中的應用

納濾技術通常利用膜表面帶有的荷電基團來實現對水中分子量為數百的有機小分子和有機物的分離。目前該技術主要用于飲用水和工業用水的純化以及廢水的凈化處理等。利用臭氧-生物活性炭-納濾工藝可以去除水中的TOC，去去除率能夠達到86%。納濾膜還可以作為一種物理消毒的手段來實現對水中細菌的處理，消除了化學消毒帶來的幅面危害。

（4）反滲透在水處理中的應用

反滲透膜在進行處理的過程中只允許水通過，而將離子物質截留在膜外。在給水中，反滲透首先被應用在苦咸水的淡化以及海水的脫鹽處理中，然后逐漸被應用到高壓鍋爐供水、電子工業用水、飲用純水以及醫藥用水等的處理過程中；在廢水處理中，我們采用反滲透技術回收廢水中的重金屬和濃縮漂洗液等。

反滲透技術可以去除水中的大部分無機鹽，是制備高純水工藝中必不可少的一部分。在國外電子工業中常將反滲透技術與粒子交換技術相結合，而我國常采用電滲析-反滲透-粒子交換工藝來實現對電子工業用水的處理。反滲透膜在使用一段時間后會受水中懸浮物或者難容物質的污染，影響反滲透膜的通量，影響分離效果，所以在應用反滲透技術時必須要采用有效的措施提高反滲透膜的通過性能，降低其膜的污染程度。

3 膜處理技術存在的問題

在膜處理技術的應用過程中，我們發現膜的污染是很難避免的。造成膜污染的原因和因素較多，通過分析我們發發現大部分是由于濃差極化和膜污染造成的。這是因為在液體通過膜表面時局部濃度增大引起邊界層流體阻力增加，導致傳質推動力下降；另外由于長時間的使用，膜表面堆積了大量的微粒、膠體粒子或者溶質分子等，導致膜表面以及膜孔的堵塞，膜阻壓力增大，膜滲透速率下降。為了增加膜處理技術的處理能力，我們要選擇那些親水性能好，膜污染程度輕的膜；還可以在水處理工藝中適當調整水的pH值，以降低膜的污染程度。在膜技術的應用過程中，其操作壓力、膜面的流動速度以及運行溫度也直接影響著膜污染的程度，因此膜技術要想得到進一步的發展就必須有效的解決上述問題。

結語

膜分離技術是目前水處理中的重要技術，在苦咸水、高氟水等劣質水凈水處理中具有非常廣闊的應用前景，可以從根本上解決制水工藝中存在的問題。但是在膜技術的應用過程中也存在著一定的問題，在應用時我們必須要妥善解決，從而加大膜處理技術在水質凈化中的應用。

[1]譚永文，張維潤，沈炎章.反滲透工程的應用及發展趨勢[J].膜科學與技術，2003，23（04）：114-119.

[2]李晶，岳恒，王建平，等.農村飲水安全現狀分析及解決對策[J].中國水利，2006（11）：26-29.

[3]陳杰，陳清，陳良剛.膜技術在農村飲水工程中的應用[J].中國水利，2007（10）：219-221.

[4]羅兆龍.膜技術在水處理中的應用[J].中國市政工程，2007（01）：44-45.

[5]鄭領英，王學松.膜技術[M].北京：化學工業出版社，2000：2-6.

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