水處理環境工程中膜分離技術的應用

摘?要：隨著經濟的快速發展，水質越來越復雜和難以處理。傳統的治療技術難以取得較好的治療效果。為了進一步提高處理效果，在處理過程中采用了膜分離技術。膜分離技術以其重復利用、處理后水質好、自動控制操作方便等優點，在環境工程水處理領域得到了廣泛的應用。膜分離技術主要包括微濾技術、超濾技術、納濾技術和反滲透技術。它們利用膜選擇性透性去除水中有毒有害物質，廣泛應用于飲用水處理和海水淡化。

關鍵詞：水處理環境工程;膜分離技術;應用

一、 膜分離技術原理

膜分離技術是利用膜中各組分傳遞物質的選擇性差異，根據膜在驅動力（膜雙側差壓）作用下的不同特性，分離、分類、純化和濃縮多組分流體材料。膜分離技術在水污染控制過程中起著不可替代的作用，可以合理利用膜的滲透性將污染物從水中分離出來。目前，膜分離技術不僅可以實現廢水的凈化和過濾，而且在純水制造、食品殺菌消毒等方面也起著重要的作用。實際應用方便，成本低，不會造成二次污染。將其應用于水處理，可以降低水處理成本，提高水資源利用效率，緩解我國水資源緊張，為人們創造更加舒適安全的生活環境和工作環境。

二、 膜分離技術分類

（一）微濾

一般情況下，微濾適用于需要從溶液中分離0.1mm以上顆粒且壓力小于0.2MPa的水的處理。微濾技術具有過濾壓力低、處理效率高、無須大規模操作、液體處理效果好等優點。隨著水資源的日益短缺和人民生活水平的提高，城市飲用水生產和污水處理已成為微濾的兩個主要應用領域。微濾在滅菌和過濾中也得到了廣泛的應用。

（二）超濾

超濾采用機械篩分法，由靜壓差驅動，使原溶液中的溶劑和小溶質顆粒從高壓液體側通過膜進入低壓側，從而有效地攔截微生物、懸浮物、膠體等。廣泛應用于工業廢水處理、城市污水處理、飲用水生產、高純水制備等領域。超濾在大分子和顆粒需要與低分子物質或溶劑分離的領域得到了廣泛的應用。該超濾裝置可單獨操作，也可與其他處理裝置結合，用于各種分離過程。

（三）納濾

納濾是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅動膜分離技術.納濾膜具有納米孔徑和多電荷，主要用于不同分子量有機物的分離、小分子無機物質的分離、溶液中單價鹽和二價鹽或多價鹽的分離、鹽及其相應酸的分離等。納濾被廣泛應用于飲用水和工業用水的凈化、廢水的凈化、工藝溶液中有價組分的濃縮等方面。工作壓差為0.5×2.0 MPa，截留分子量限制在2 0 0≤1000以下。一般情況下，納濾可以應用于含有更多化合物的水處理過程中，在此之前需要進行相應的預處理。

（四）反滲透

反滲透是利用反滲透膜的選擇性，即只有通過溶劑（通常是水）攔截離子材料的性質，以膜兩側的靜壓差為驅動力，克服溶劑的滲透壓力，使溶劑通過反滲透膜，實現液體混合物的分離和凈化。反滲透技術與超濾、納濾一樣，屬于壓力驅動膜分離技術.操作壓差為1.5×10.5MPa，截留組分為（1≤10）×10-10m小分子物質。反滲透可以去除液體混合物中的懸浮物、溶解物和膠體，即水可以從水溶液中分離出來，達到分離純化的目的。

三、 膜分離技術在水處理環境工程中的有效應用

（一）飲用水處理

目前，我國水污染較為嚴重。飲用水水質要求高，環境污染逐漸增加飲用水中的有害物質。如果直接飲水，就會影響人體健康。為了防止飲用水對人體健康的影響，膜分離技術可應用于飲用水的處理。膜分離技術操作簡單，能耗低，符合社會發展趨勢。飲用水處理可以采用不同的分離技術，如微濾分離技術、超濾分離技術和納濾分離技術。要結合實際，充分發揮各種技術的優勢和價值。膜分離技術可以直接去除飲用水中的微生物、細菌和懸浮物，改善飲用水的水質。近年來，許多發達國家逐步將超濾技術和微濾分離技術應用于飲用水凈化，提高了人們的生活質量。

（二）工業廢水處理

工業生產會產生大量的廢水，如果直接排放，就會污染湖泊和河流，造成水資源的浪費。工業廢水中含有大量的重金屬，對人體構成極大的威脅。目前，人們應嚴格遵循相應的工藝流程，合理利用膜分離技術，有效地處理工業廢水，回收利用工業廢水。首先要做好工業廢水的檢測工作，明確廢水中的污染物和有害物質，然后合理選擇膜分離技術。

（三）苦咸水處理

我國水資源短缺，一級劣水分布區廣，尤其是西北內陸干旱區，咸水分布較多。地下咸水含鹽量和氟含量較高，許多指標不符合國家飲用水標準。苦鹽水味苦，不能直接飲用，長期飲用會導致胃腸功能障礙，免疫力低下，影響人體健康。由此可見，鹽水的處理是非常重要的。反滲透分離或電滲析離子交換可用于處理鹽水。

（四）海水淡化

海水中含有大量的鹽和微生物，不能直接飲用，直接飲用會影響人體的正常生理功能，導致脫水甚至中毒。過去在膜分離技術應用中，人們會使用電滲析和反滲透分離海水中不能使用的物質，以使海水飲用。通過反滲透，利用壓差法從海水中分離出各種無機離子、膠體材料和大分子溶質，獲得了淡水。與電滲析離子交換相比，樹脂再生劑的用量有所減少。與電滲法相比，反滲透法更經濟，效果更好。隨著海水淡化技術的不斷發展和創新，膜分離技術日趨成熟，膜價格不斷下降，反滲透海水淡化的成本日益降低。在海水淡化過程中，人們需要開發新技術，為海水淡化提供技術支持。

參考文獻：

[1]李伊伊，許珊珊，王海亮.談膜生物反應技術在環境工程污水處理中的應用[J].山西建筑，2018，44（31）：195-196.

[2]莊治國.膜生物反應技術在環境工程污水處理中的運用[J].環境與發展，2018，30（2）：88-89.

[3]王翦.膜分離技術在環境工程中的應用現狀及發展前景[J].農村經濟與科技，2017，28（2）：7.

作者簡介：任玉明，南京潤中生物技術有限公司。