水處理膜技術發展現狀及趨勢

劉云芳

（鴻富晉精密工業（太原）有限公司 山西太原 030032）

1 水處理膜技術發展概述

1.1 國外水處理膜發展情況

水膜處理技術最早起源于發達國家，目前根據不同工藝已經建立起了種類繁多的產品體系，膜產品和工藝已經發展的比較成熟，然而，發達國家在此領域依然發展迅速，并根據市場的需求，不斷研發新的膜材料與膜產品。目前很多膜產品的國外企業已經具備了優良的產品和技術體系，憑借強大的實力和規模，目標已經瞄準我國的水處理膜市場，手里牢牢掌握了國內龐大的客戶群體。美國科氏公司目前擁有全世界最強大的膜產品鏈，具備生產不同材質、不同種類，不同過濾精度的膜產品，同時在各項技術上穩穩占據了世界最高水平，超濾膜和反滲透膜是該公司的主打產品，憑借各項優勢占有了世界膜產品市場半壁江山，除了美國企業以外，荷蘭、奧地利、日本的一些企業也在水處理膜技術和產品方面具備世界先進技術[1]。

1.2 國內水處理膜發展現狀

隨著水處理膜技術被引進國內，我國才開始發展水處理膜技術，雖然我國的水處理膜技術發展較晚，但是最近幾年發展速度很快，到目前為止，國內已經涌現出一批具備生產先進膜產品，掌握先進技術的公司，而且發展方向各不相同，都具備自己的特點，避免了出現相同產品進行惡意競爭的現象，面對實力強勁的國外企業帶來的壓力，更有利于國內企業占據市場份額。目前，隨著國內很多公司研發出了中空纖維膜、平板膜、反滲透膜等國內高水平膜技術產品，標志著我國的膜產品水準水平已經越來越接近發達國家。

2 國內水處理膜應用現狀

我國在水處理膜領域的應用和技術起步較晚，目前主要應用在生活污水和工業廢水處理、回收及工業生產所需的軟化水、純水、超純水的制備方面，以微濾、超濾、納濾和反滲透等工藝為主的膜技術目前在國內應用最為廣泛，此類技術之間的相互組合以及與其他技術的組合也比較常用于水處理方面。隨著微濾、超濾、納濾以及反滲透技術的不斷發展成熟，應用范圍非常廣泛，在水處理方面發揮著重要的作用，同時，由于政府在污水處理標準方面的不斷更新和提升，不斷有新的技術成果被研究出來，并得到廣泛應用，隨著國家對水中有機污染物含量的要求提高，優勢膜生物反應器、雙膜法、全膜法等集成膜分離技術的應用更加廣泛，對于類似于電鍍、印染等行業帶來的特殊工業廢水具備優良的處理能力[2]。

3 水處理膜的分類和對比

相對于傳統的水處理技術而言，膜技術是21世紀革命性的水處理技術，在最近40來年的時間里得到了快速的發展，在是水處理領域得到了重要的應用，和傳統水處理技術相比有節能、投資小，簡單易操作，高效等優勢。目前水處理常用的膜大概分為以下幾類：

3.1 微濾膜

靜壓差是微濾膜進行工作的推動力，微濾膜的特點時利用篩網狀過濾介質膜的篩分作用得到分離的作用，微孔過濾膜是一種均勻的多孔薄膜，厚度一般介于90～150μm，過濾粒徑介于0.025～10μm，操作的壓力值在 0.01～0.MPa之間。

3.2 超濾膜

超濾膜的過濾顆粒直徑在大約在5～10nm之間，介于微濾膜和反滲透膜之間，在0.1～0.5MPa的靜壓差的驅動之下，類似于載留蛋白質和酶等一些分子量大于500的大分子及膠體，會形成濃縮液，實現溶液的分離、凈化和濃縮的目的。

3.3 反滲透膜

反滲透膜的原理是將滲透過程過程進行逆反操作，以壓力差作為推動力，通過在待分離液一側施加高于滲透壓的壓力，使得原來液體里的溶劑滲透到半滲透膜的另一面，反滲透的工作壓力介于1～10MPa之間，原水滲透壓是決定因素，目前反滲透膜在海水淡化、苦咸水淡化、純水生產等方面得到了廣泛的運用，涉及市政、電力、化工、醫藥等行業。

3.4 納濾膜

納濾膜以反滲透復合膜為基礎研發出的一種膜產品，在超低壓反滲透技術的基礎上進行的延伸和改進，納濾膜的截留粒徑在0.1～1nm之間，一價離子和小分子物質具備較高的通過性能，工作壓力為0.5～1MPa，截留多價離子和大分子有機物是主要目的，截留分子量的大小在反滲透和超濾間。

3.5 電滲析膜

電滲析膜的工作原理和上述膜的工作原理不同，電滲析的推動力是電位差而不再是壓力差，是利用離子交換膜的選擇透過性，在直流電場的作用之下，把電解質從溶液中分離出來，從而達到對溶液的淡化、濃縮及純化的目的[3]。

4 水處理膜技術的發展趨勢

4.1 提高膜材料制造工藝水平

膜材料是水處理膜技術的基礎，想要發展膜技術，首先必須在材料上有所突破，所以膜制造企業應當在膜材料的制造水平上不斷研發創新，不斷利用新的科學技術手段提高膜材料的品質，從而提高膜產品的性能，從目前膜技術的發展動態看，熱值相分離法制備偏氟乙烯中空纖維超濾膜是當前的發展趨勢，從長遠看來，研發具有使用壽命長、消耗小、抗腐蝕等特點的膜材料是未來膜材料的發展方向。

4.2 加強膜性能

水處理的效果是由膜產品的質量決定，所以，提高膜產品的性能是水處理膜技術發展的方向，提高膜產品對復雜工況的適應性，縮小成本，降低預處理要求是提升膜產品的主要方向，另一方面是，提高抵御污染性能，特別是抵御微生物繁殖污染能力，抗吸附能力。所以，應該對膜生產工藝與新型科學技術進行有機融合，對膜產品的結構不斷優化，增強膜產品的質量，從而讓膜產品在不同工作條件下都能發揮高效的處理效果[4]。

4.3 提高膜技術應用水平

除了提高膜材料和膜產品的性能外，重視膜產品的應用水平也是關系到提高水處理技術的重要一環，提高膜技術的應用水平也是相關科技人員應該關注的的重點，隨著我國在水處理方面標準的不斷改進，膜技術也應當做出相應的變化，在水處理膜技術方面，如何提高膜產品的組合工藝是工作的重心，并針對各種實際需要，發展各種膜技術，需要相關從業人員深入研究和調研，實現將兩者良好結合的目的。

結語

水處理技術是我國水環境污染防治的重要內容，水處理膜技術作為一種新型、高效的水處理技術，對于提高我國水處理能力具有積極意義，因此膜技術的不斷應用和發展受到國家的高度關注，相信隨著膜技術應用范圍不斷方法和新材料、新工藝的不斷出現，水處理膜技術將會不斷優化，更好地應用于各個領域的水處理工作中，為我國水環境污染治理發揮重要作用。