水處理膜技術發展現狀及趨勢分析

摘要：水環境污染的加重，帶動了水處理領域的技術創新，將膜材料及相關技術應用于水處理工作。基于此，文章將水處理膜技術作為研究對象，分析該技術的發展現狀及發展趨勢，強化水處理膜技術的應用優勢，改善水環境。

關鍵詞：水處理;膜技術;反滲透膜

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）10-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.063

Abstract：The aggravation of water environment pollution has led to the technological innovation in the field of water treatment，and the application of membrane materials and related technologies to water treatment work.Based on this，this paper takes water treatment membrane technology as the research object，analyzes the development status and development trend of this technology，strengthens the application advantage of water treatment membrane technology， and improves the water environment.

Key words：Water treatment;Membrane technology;Reverse osmosis membrane

水處理膜技術是指利用生物膜的物質分離作用，將水中的雜質去除，實現凈化處理的目的。不同類型的生物膜在水處理方面的功能不同，如：雙極膜用于含氟廢液的處理、納濾膜用于海水淡化等。因此，膜技術在水處理領域有良好的發展前景，對發展現狀及趨勢的分析，可以促進水處理膜技術的發展。

1 水處理膜技術發展現狀

1.1 國外水處理膜技術

水處理膜技術由發達國家傳入我國，在技術發展方面更具優勢。如美國科氏公司形成的膜產品鏈，可生產精度及種類不一的水處理膜;陶氏化學公司在發展超濾膜和反滲透膜的同時，研發復合膜，表現出能耗低、膜使用壽命長等優勢，為水處理提供豐富原材料;美國海德能公司是世界最大的卷式反滲透膜生產商，生產的卷式反滲透膜日處理純凈水可達19億t;日本東麗集團生產的超濾膜具備較強的抗污染能力，可避免水處理中堵塞問題的出現;美國GE公司經過多年技術研發，在水處理膜方面有成熟的工藝技術，特別是液體零排放技術，在膜制備領域占比高達90%;荷蘭、奧地利等國的膜技術公司也紛紛開展技術研究，提出七孔超濾膜技術、膜生物反應器技術等創新技術產品，進一步優化水處理工程效果。

1.2 國內水處理膜技術

雖然我國研發水處理膜技術的時間較短，但是仍舊取得了較為理想的成果。如上海和北京等膜生產企業，研發了多種新型水處理膜，如平板膜、復合反滲透膜及中空纖維膜等。在水處理場景增多，水污染治理標準升級的趨勢下，水處理膜技術在水處理領域有良好的發展前景，技術需求增多，需要受到行業工作者的重視。同時，我國膜生產企業在膜制備和膜應用方面有所突破：

在膜制備中，時代沃頓創新膜制造工藝，研發了抗氧化性及抗污染性較強的反滲透膜，在無菌飲用水以及藥品生產領域應用廣泛，解決了傳統反滲透膜存在的污染問題;某膜生產企業將PVC合金作為中空纖維膜的制造材料，配合熱致相分離法，增強中空纖維膜的生產效益;山東某研究設計院利用膜生物反應器技術，研發了中控平板式陶瓷膜，該膜具有強度大、穩定性高及可再生使用等優勢，改善了傳統平板膜或中空纖維膜存在的應用問題。

在膜應用中，應用場景包括海水淡化、純水制備、工業廢水處理、生活污水處理等，不同應用場景對水處理的要求有所差異，膜生產企業需對水處理膜的性能進行優化，使其更符合水處理要求。目前常見的膜應用技術為集成膜分類技術，包括雙膜法、全膜法等。某膜生產企業引進雙膜法及全膜法，或者將膜材料和其他水處理設備配合使用，如膜生物反應器等，可以提升水處理膜的應用效果。其中，雙膜法是指同時應用反滲透膜與超濾膜、微濾膜，可實現深度脫鹽，提高進水水質，在工業廢水處理及污水回用的應用廣泛;全膜法是指配合應用兩種以上的水處理膜，可強化污染物去除效果，提高水回收率，在超純水制備中應用廣泛;膜生物反應器是指將水處理膜和傳統水處理工藝配合使用，可降低水處理工藝的能耗，提高出水水質。

1.3 水處理膜技術不足

雖然我國水處理膜技術取得一定成就，但和世界領先水平仍舊存在一定差距，在水處理膜的生產規模和種類等方面，國外大型高端膜企業更具優勢。細化來說，我國水處理膜技術的不足體現在以下兩方面：一方面，我國水處理工程中污水廢水水質復雜，膜企業提供的水處理膜針對性較強，適用性不足，且使用效果不穩定，膜使用壽命短，長期使用后，處理效果降低，加大水處理成本;另一方面，污水與廢水中的微生物及顆粒物會對膜造成堵塞，引發膜污染現象，加大膜對清理的需求，降低膜的處理效果。

2 水處理膜技術發展趨勢

在水處理膜技術發展中，憑借有機物去除效率高、操作便捷和容積負荷低等優勢，用于城市工業廢水、生活污水的處理。在未來的發展中，膜生產企業需注重技術創新，拓展水處理膜的應用。

2.1 創新水處理膜生產工藝

在水處理膜技術應用中，處理效果的關鍵在于膜材料。在未來的發展中，企業需創新水處理膜生產工藝，在保障水處理膜功能的前提下，增強水處理膜的性能，延長水處理膜的使用壽命，降低生產能耗，實現環保綠色生產。以熱致相分離法為例，膜生產企業在聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜制作中，應用熱致相分離法，通過高速的熱交換，提升高分子溶液的分相效率，可避免膜液參與凝膠化，提升生物膜的孔隙率，使水處理膜的性能更優異。同時，膜生產企業需將技術研發方向集中于納濾膜（如納濾級陶瓷膜或者納濾級石英膜等）、超濾膜、抗油疏水膜等，豐富水處理膜的種類，為不同領域的水處理提供性能相符的膜材料，增強水處理的效益。

2.2 提升水處理膜性能

在未來的水處理膜技術應用中，水處理膜性能優化是必然發展趨勢，可提升水處理質量。結合當前的水處理膜應用，性能提升方向如下：第一，抗污染性能，水處理膜應用時，普遍存在污染物堵塞問題，影響其滲漏效果，膜生產企業需增強水處理膜的抗微生物繁殖能力，保障水處理效果;第二，膜通量，該性能與水處理膜的處理效率聯系密切，還會影響水處理膜的使用壽命，可通過孔徑有效分布率、理化穩定性的提升，加大膜通量;第三，機械強度，部分水處理場景的條件較為惡劣，如高壓、高溫或者重物拉伸等，膜生產企業需增強水處理膜的機械強度，使其適用于多種惡劣應用場景;第四，適應性，膜生產企業需結合水處理膜的應用場景，研發適用性強水處理膜，使水處理膜適應多種處理工況，降低水處理工程中的預處理要求，節約工程成本。同時，研究機構及膜生產企業可將工作重點放在復合膜中，將多種性能集于一體。

2.3 拓展水處理膜的應用

水處理膜生產及性能優化的目的在于提升水處理效果，拓展水處理膜的應用是未來的發展重點，膜生產企業及研發機構需提升水處理膜的實踐效益，針對不同的水處理場景，研發適用的水處理膜，提升水處理水平。比如，針對水處理中的鹽和重金屬雜質，可研發微濾膜;針對水處理中的酸性/堿性液體，可研發耐高濃度酸堿的生物膜;針對高溫水處理，可研發耐高溫的生物膜;針對水處理中的有機物雜質，可研發超濾膜;針對含油廢水的處理，可研發反滲透膜等[1]。同時，水處理人員可配合應用多種水處理膜，將生物法與膜法配合使用，整合水處理膜的性能，增強水處理效果，降低膜法水處理的能源損耗，實現水處理中的資源最大化利用。

3 結論

綜上所述，隨著水處理膜技術的發展，水處理的效果有很大提升，相關專家需加強水處理膜技術的研發。通過本文的分析可知，在未來的水處理膜技術發展中，相關人員需創新水處理膜生產工藝、提升水處理膜性能，拓展水處理膜的應用，提升水處理效果及質量，促進水資源的最大化利用。

參考文獻

[1]劉全諹，齊明亮.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用[J].資源節約與環保，2018（08）：23.

[2]車峰.環境工程水處理中超濾膜技術的應用探討[J].化工管理，2018（11）：32.

[3]劉金梅，王亮.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用[J].環境與發展，2018（01）：43-45.

[4]吳遠斌.膜技術在水處理中的應用與發展[J].能源與環境，2018（05）：76+79.

收稿日期：2020-08-12

作者簡介：王端鑫（1984-），男，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為水體治理、土壤修復。