淺析膜分離技術在水處理環境工程中的應用

唐磊　龔丹潔　劉國華

[摘 要]根據科技人員對于技術的不斷研發，膜分離技術現已被當今社會使用的得心應手。本篇文章就是從什么是膜分離技術和膜分離技術中的多種方法，以及通過舉例證明該技術對水環境的治理作用進行深入的研究與討論。

[關鍵詞]膜分離技術；水處理；環境工程

[中圖分類號]X703 [文獻標識碼]A

高科技的不斷進步，人口計劃的政策放寬，現如今的社會環境問題卻是越來越讓人擔憂。冰山融化、溫室效應、水污染等環境方面的問題應運而生，特別是水污染。

不論城鎮還是鄉村，到處是混濁的河水，刺鼻的氣味從河流上空傳出，河水中垃圾更是多的無法讓人直視，有些大面積的湖泊也遭遇到了不等程度的污染，其中魚蝦死傷多數。這些致使很多地區的日常生活都受到很大的影響，但是技術的進步，出現了膜分離技術，對水污染的治理起著重要的作用。

1 膜分離技術

1.1 什么是膜分離技術

膜分離技術出現在20世紀初，它是通過化學專業中的分離、濃縮等技術對一些溶液中的顆粒物質進行過濾分離，然后使原始溶液變得純凈。它不像普通的過濾、蒸發過程，需要一定的溫度等其他條件，它可在常溫下進行，而且具有簡單、方便、快捷等優點。

1.2 膜分離技術分類

該項技術通過隔膜實現分離技術，有很多種方法，例如微濾、納濾、反滲透等。常用領域為廢水處理、海水淡化等，并且得到了很大的經濟利益，在最近幾十年發展迅猛。

1.2.1 微濾法

微濾，顧名思義，就是指利用微小的膜孔進行溶液之間的過濾，微孔濾膜主要應用在氣體、液體之間的微顆粒、菌類等，實現凈化及分離等作用。

微濾應用到了食品工業（酒制造、飲料制造等）、水污染工業、醫療藥物專業等不同的領域。

1.2.2 反滲透法

反滲透是通過化學與物理學科知識的雙重結合，利用壓力差實現分離效果。溶液中的不同溶質之間有著不一樣的滲透壓，而科學技術人員只需要根據物質的滲透壓給出相對應的大于該溶質滲透壓的數值即可，從而便達到了反滲透的作用效果，也就做到了溶液物質之間的分離。

該辦法具有先進、高效等優點，在很多方面有廣泛的使用，主要領域便是水處理環境中的濃縮技術。反滲透法涉足了電子產業、農業產品加工工業、純凈水制造工業等領域。

1.2.3 超濾法

超濾與反滲透的作用原理有些相似，也是通過壓力進行推動，使直徑不同的分子之間進行分離。一般該方法的膜孔徑位于20-1000A°左右。它具有空間占有率小等優勢。

該項技術最早運用在工業化廢水與污水處理方面。20世紀六十年代的快速發展也使該項技術得到了廣泛的利用。主要使用于資源與環境工程、醫療臨床專業、中醫藥制劑專業等領域。

除了上述所介紹的幾種方法之外，膜分離技術還有電滲析、膜傳感器等多種方法，每種方法都對水處理有著不同程度的重大影響。

2 膜分離技術在水環境工程的應用

2.1 工業廢水處理

人們保護環境的意識不太強烈，因此環境污染變得一發不可收拾，其中水污染特別嚴重。前段時間電視媒體不斷報道：某某地區出現大量非本地區的死魚，該地全部居民都打撈不完，這說明現如今水污染十分嚴重。工廠排放的工業廢水、污水導致了河流、湖泊水資源的嚴重污染，使水生物的生存環境受到巨大影響。而膜分離技術挽救了這一惡劣局面，通過微濾、納濾等方法將水中的雜質、有害微生物過濾出來，從而將大區域的水資源變得干凈無害，還給自然界中水域原有清澈模樣。

2.2 純凈水處理

人們飲用的水資源便是經過一系列加工處理后通過管道引入到各家各戶。可是，現在食品安全問題的頻頻曝光，人們對于飲食方面的東西變得謹小慎微，就連飲用水也不例外。

膜分離技術完美解決了這一問題，利用過濾技術將水中的細菌、懸浮物質隔離，使飲用水安全可靠無公害。該技術簡單快捷，使水的質量得到很大程度的提高，并且經濟效益高，達到低成本、高回報的效果。

2.3 苦水、咸水處理

鉆井部隊在打井時會根據地質探測到不同程度的水資源，但是水質卻是無法提前得知的。因此，地下水有時會是苦澀的。同樣，膜分離技術也可以將苦咸水變成飲用水的另一提供渠道。那么，它是如何處理地下水的苦與咸的呢？地下水又是因什么而苦與咸的呢？

地下水的苦咸是因為水中的酸堿比例不當，水中所含的堿度高于硬度，鹽分含量較高，呈堿性化（ph>7）。地下水苦咸一般分布于北部和沿海地區。苦咸水的過量飲用會影響人們腸胃功能，同時身體各方面的免疫機制也會低下。

膜分離技術中的納濾法、滲析法可以使苦咸水中的細菌濾去，已達到部分可以飲用的效果。但是，該技術應用不頻繁，因而水資源回收利用率較低，在某些地方還是需要進一步改進。

2.4 洋水淡化處理

人們都有的常識是海水是不可飲用的，因為海水中含有大量的粗鹽成分，以及一些微生物等，飲用會導致人類身體不適。而膜分離技術中使用的電滲析法、反滲透法使海水中的不可利用物質分離開，已達到海水變飲用水的目的。但是，目前該項處理方式不是很成熟，在使用該項技術時，經濟方面耗費過大，而且得到的效率不高，所以如今海水淡化處理從根本上講不是很樂觀。

另一方面看，海洋水處理電滲析方式也是具有優勢的。該處理方式使短缺的飲用水資源得到補給，而且此技術所需的硬件支持便于清潔處理。已知反滲透法成本低，回收率高，所以反滲透法相對于電滲析法來說，是比較提倡使用的。總結兩種方式，都具有一定的提升空間，因此海水淡化處理仍需不斷進步發展。

3 結語

膜分離技術于20世紀初產生，在20世紀60年代快速發展，并且得到了良好的反響，因而該項技術需要不斷的加強完善，從而更好的運用于現代水處理環境工程中。膜分離技術包括了方便、環保、易于操控以及經濟耗費低、回收水資源重利用率高等多項優點，所以國家應給予大量的經濟支持和技術支持來發展此項技術，為國家的可利用水資源開發更多的供水渠道。總而言之，膜分離技術為國家的發展奠定了強大的技術基礎之一。

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