膜分離技術在水處理環境工程中的應用探討

謝 琳

（臨沂市生態環境局臨沭縣分局 276700）

0 引言

膜分離技術是在20 世紀初產生的一類新型技術，隨著工業技術的不斷發展，在水處理環境工作中大量應用，可以對各類有害物質進行分離。膜分離技術在污水和工業廢水的處理中效果非常好，從而實現污水的循環利用。

1 膜分離技術的原理

膜分離技術是采用膜分離的方式對不同的物質進行離析，結合物質的物理性質，將混合物進行分離，對混合物進行篩選，從而將液體中的分子有效地分離出來。膜分離技術具有很好的通透性特征，在混合物的分離環節中得到廣泛應用，尤其是在污水和工業用水的處理中效果非常好。膜分離技術近年來發展非常快，與傳統的分離技術比較而言，膜分離技術的凈化效果非常可觀，而且實現了多樣化的功能，操作非常便捷，不會產生其他的污染。

2 膜分離技術的分類

2.1 超濾法

在膜分離技術應用環節中，超濾法得到了廣泛的應用，可以將污水中的各類雜質有效的清除。超濾法分離技術主要結合壓力作為主要的動力，將不同分子質量的物質進行分類。這種方法操作非常便捷，而且不會產生很大的能耗，效率可以得到保障，在大顆粒物質的分離中得到廣泛應用。

2.2 微濾法

微濾法也叫做靜態過濾，是采用分子分離的方式，通過壓力作為動力源，將水中的雜質進行分離。這種分離技術主要在工業廢水的分離中得到廣泛的應用，可以分離比較小的物質顆粒和細菌等，分離的效率非常高，分離速度快。

2.3 納濾法

納濾法是在20 世紀80 年代后期發展的一類膜分離技術，可以將小顆粒進行分離，在較低的壓力下就能將污水中的有害物質進行分離，還能對有害物質進行軟化，在納米分離技術應用的基礎上，提升了污水分離的效率。

2.4 反滲透

反滲透同樣是當前膜分離技術在水處理環境工程中常見的一種技術，反滲透主要是利用反滲透膜本身所具有的選擇性，通常情況下通過反滲透膜的溶劑可以截留離子物質的性質，而膜兩側本身會具有一定的壓力差作為推動力，克服溶劑的滲透壓，進而讓溶劑通過反滲透膜實現對液體混合物的分離，或者是對液體混合物的純化處理。反滲透技術與超濾、納濾一樣，其本身的原理屬于壓力驅動膜。壓力驅動型膜分離技術在通常情況下利用反滲透進行操作，操作的壓差在1.5—10.5mpa。反滲透可以留下的小分子物質則是在（1～10）×10-10 m左右，反滲透可以直接通從液體中的混合物去除懸浮物以及膠體、溶解物等一系列的內容，進而將水從水溶液中分離出來，以此達到對液體分離、純化等不同的目的。

3 膜分離技術的特點

3.1 分離效果

膜分離技術可以將廢水中的有害物質進行高效的分離，結合沉淀和凝結等方式，物質的分離可以達到納米級別的精度，而且不會產生太多的能耗。與傳統的蒸餾分離方式不同，在有害物質分離的環節中物質的性質不會發生任何的變化，也不需要有效的控制外界環境，對溫度與濕度要求不高。在水處理環境工程中對廢水進行處理尤為重要，它可以提高水質的質量。在多數情況下，對廢水處理中可以選用的膜分離技術較多，其中大多數都是利用沉淀、擠壓將廢水中所蘊含的有毒、有害物質細菌等一系列內容分離出來，實現對廢水的直接凈化，達到良好的分離效果，同時也可以減少對水資源的浪費。在傳統的水處理過程中，普遍選擇的方式為蒸餾分離法，但是蒸餾分離法對于周邊的環境要求較高，一旦環境不符合蒸餾分離法處理的要求，就會導致廢水的處理狀態較差，甚至由于在蒸餾的過程中高溫會對水中廢水中的有機物產生一定的改變，破壞原本的水結構，不僅會導致廢水的處理效果較差，對于處理工作以及處理的質量而言同樣會帶來一定的負面影響。通過膜分離技術則可以改變這一系列問題，膜分離技術本身對于外部環境沒有過多的要求，即便是在常溫情況下，通過膜分離技術也可以將水中的雜質及時的進行分離。在膜分離技術使用過程中，其對于環境的要求相對小，并且可以實現自動化的膜分離處理，提高了工作的質量以及工作效率，也減少了在水處理過程中存在的誤差。

3.2 操作方式

膜分離技術的操作方式非常便捷，在分離的環節中在常規環境下就可以完成所有分子的分離，而且設備比較簡單。在常溫的情況下采用膜分離技術可以對各類水資源的有害物質進行提取，也不會對設備產生任何損傷，不需要專業技術人員就可以進行完整的操作，降低了設備的使用成本和人力資源的消耗。膜分離技術具有很強的穩定性，操作便捷，在廢水處理的環節中可以使廢水非常的潔凈。膜分離技術相比于其他的技術在處理水時操作更加方便，并且具有非常強的適用性，對于環境的要求較低，由于在使用膜分離技術時，其相應的設備設施已經逐步走向完善，只要利用相應的設備就可以實現自動化的膜分離操作，對于工作人員而言，降低了工作壓力以及工作的負擔，減少了工作誤差。通過設備的使用可以防止由于人為操作存在的問題而導致的廢水處理效果不佳等一系列問題，在多數情況下使用膜分離技術進行水處理時，都是在室內進行水處理，并不會對實驗設備造成過分的磨損。要求工作人員定期檢查所有的實驗設備名，了解實驗設備的使用質量，分析實驗設備在使用時是否存在一系列的故障，是否需要進行保養等內容。進行膜分離時還需要對膜分離技術進行不斷的完善以及改進，確保整個過程可以得到優化，除此之外，也能夠通過膜分離技術讓水質讓分離后的水質更加干凈，水本身不會受到有機物帶來的有毒、有害等一系列影響。

3.3 無化學變化

膜分離技術的操作原理非常簡單，只需要添入少量的化學劑就可以實現有害物質的自動化分離，分離效率非常高，而且成本低廉，不會對外界環境產生任何的污染。膜分離技術不僅僅可以應用在水處理中，由于膜分離技術是借助分離膜核心技術，在該技術出現在20 世紀，在20 世紀60 年代起，則迅速的崛起，成為當前水處理中常見并且使用效果較好的技術之一。膜分離技術和其他技術不同，其兼具了純化、分離、濃縮，同時還具有精制的作用。膜分離技術是高效的、節能的、環保的，分子級過濾技術在過濾操作的過程中操作過程相對于簡單，比起其他的技術而言更加易于控制，能夠在短時間內實現良好的分離提純以及濃縮等不同的目標。膜分離技術主要是借助半透明的分離形式，膜分離技術通常情況下可以在常溫下保證分離物所具有的特性不會出現改變，防止由于環境而對分離物本身的性質進行改變，導致分離的效果不佳。在利用膜分離技術后，分離后的色香味型都可以基本保持原樣，當前不僅應用在水處理中，也可以用在化工、食品、環境處理等各個不同的領域，正是因為膜分離技術所具有的獨特特性，也讓膜分離技術的使用空間、使用領域更加廣泛。在生物、醫藥、化工以及能源上都有著積極的影響，對于我國社會發展而言同樣帶來了巨大的影響，這也是當前膜分離技術中的重點，需要合理的利用膜分離技術更好地處理水資源，提高水資源的處理效果。

4 膜分離技術在水處理環境工程中的應用

4.1 工業廢水的處理

膜分離技術在工業廢水的處理中應用非常多，將膜分離技術在工業廢水中加以合理的應用，可以發揮很好的價值。工業廢水具有很強的排放領域，水中含有的有害物質也存在很大的差異，化學性質不同，濃度也存在差異，因此在工業廢水的處理環節中，應該對水中的有害物質進行分析，將水中有用的物質進行二次利用。在膜分離技術應用環節中，要先對工業廢水進行試驗與檢測，將工業廢水的有害物質類型確定，選擇合適的膜分離技術，才能有針對性地提升工業廢水處理的實效性。

4.2 膜分離技術在飲用水處理中的應用

飲用水污染對人們的身體健康產生很大的影響，因此在飲用水處理環節中也可以充分結合膜分離技術，從而確保飲用水處于潔凈的狀態下。飲用水膜分離技術應用環節中，主要采用超濾和微濾的方式，將飲用水中的有害物質和微生物進行提取，從而提升飲用水的清潔度。

4.3 膜分離技術在海水淡化中的應用

在海水淡化中也可以充分結合膜分離技術，海水淡化環節中可以采用電滲透和反滲透技術，從而可以確保海水起到良好的淡化效果。在電滲透分離技術應用環節中，可以直接將鹽度非常高的海水進行淡化，確保人類可以飲用。在電滲透分離技術應用環節中，應該結合相關的技術，在蒸餾技術應用的基礎上，結合電滲透技術，從而有效地防止海水淡化中產生各類污染。這些技術使用的設備非常簡單，操作也非常便捷，還具有一定的節能環保效果，膜可以使用很多次。在海水淡化處理環節中，將反滲透分離技術和電滲透技術融合使用，可以提升海水淡化的效率。

4.4 苦咸水處理

通過對我國水資源的現狀分析，水資源處于一種緊缺的狀態，水資源中原生的劣質水分布面積相對較廣，特別是在我國的西北內陸干旱地區，其分布了大量的苦咸水。苦咸水其特點是水中的含鹽量以及含氟量較高，無法達到國家飲用水的標準。對苦鹽水進行分析，其多項指標均不符合我國國家飲用水，苦咸水的口感相對苦澀，不能長期飲用，同時也難以應用在其他方面。如果長期使用苦鹽水，不僅僅會導致人體的腸胃功能出現紊亂，也會導致免疫力逐步下降，對人體的身心健康帶來了負面影響。由此可見，在水處理的過程中，提高苦水、咸水的處理效果尤為重要，在處理苦咸水時可以選擇反滲透分離技術或者是電滲析離子交換技術。反滲透法處理苦咸水主要是利用反滲透法本身所具有的推動力、壓力差，在常溫情況下可以操作，其設備操作相對簡單，并且不會發生化學變化，通過反滲透的膜分離技術可以篩選苦咸水中的一系列分子，并且反滲透技術所需要消耗的能量較低，再苦咸水處理過程中，反滲透技術不僅可以除去水中各種離子，同時也可以脫去比離子較大的微粒，使用效果更好。

5 結語

我國水污染非常嚴重，水處理環境工程的建設非常必要。將膜分離技術應用在水處理環境工程中，充分發揮膜分離技術在污水處理中的價值，提升其應用的實效性，保護水資源，從而有效地緩解水資源短缺的問題。