凈水處理中膜技術應用研究進展

路曉峰 梁森

摘 要：在過去一段時間內，我國在發展過程中盲目追求經濟利益，忽視了對環境的保護，導致水資源受到了一些污染，對民眾的健康造成了極大的威脅。在當前形勢下，民眾的健康意識出現了較為明顯的變化，飲水安全受到了較高的關注，這種情況下，凈水處理行業迎來了新的發展機遇。但是值得注意是，現階段我國凈水處理工作模式較為落后，與國外還存在著較大的差距，膜技術的應用水平較低，工作開展情況并不理想，且成本較高。因此，研究分析凈水處理中膜技術應用有著較強的現實意義。

關鍵詞：膜技術;凈水處理;膜污染

引言：目前，我國發展過程中逐漸認識到了凈水處理的重要性，并積極在該工作中嘗試應用膜技術，但是由于膜技術的應用時間較短、相關經驗缺乏，我國膜產品與工藝與發達國家存在著不容忽視的差距，這種情況下，膜技術在凈水處理中的應用受到了一些限制。本文從凈水處理中膜技術的發展情況和應用現狀入手，詳細分析了膜污染機理、處理工藝及抗污染膜材料開發，以期能夠為膜技術的開發及其在凈水處理中的應用指明方向。

一、凈水處理中膜技術發展情況和應用現狀

膜技術在凈水處理中的應用最早出現在發達國家，經過長時間的發展，其已經形成了較為成熟的膜產品及工藝體系，而且其對膜材料及膜產品研發工作的投入仍在不斷增加。現階段，我國凈水處理中膜技術的應用水平較低，這種情況下，國外企業在我國水處理膜市場競爭中占據了較為有利的地位，對我國膜產品企業的發展造成了極大的負面影響。目前，世界上水處理膜技術及產品較為成熟的國家主要有美國、日本、奧地利、荷蘭等。我國水處理膜技術的發展時間較短，但是發展速度較為迅速，各個企業在發展過程中逐漸形成了自身的特點，并在水處理膜市場中搶占了一部分份額[1]。目前，我國膜產品主要包括反滲透膜、平板膜、中空纖維膜等，與國外發達國家之間的差距正在不斷縮小。

現階段，我國膜技術在水處理方面的應用主要在工業廢水處理及生活污水處理等方面，具體應用到的膜技術工藝包括反滲透、納濾、超濾、微濾等。近幾年，國家對水處理工作的關注度越來越高，并不斷完善相關標準，這種情況下，全膜法、雙膜法、優勢膜生物反應器等集成膜分離技術也得到了較為廣泛的應用。

二、膜污染機理尚不明確

（一）顆粒物/膠體污染的可調控性

分析顆粒物、膠體與膜孔之間的關系可以得出，其體積越大對設備造成的污染越嚴重，當對設備造成污染時，應及時進行清理，積極的完成初期控制工作，減少其對設備造成的損壞。在顆粒物、膠體對濾餅層侵害較低時，相關人員可以應用高水壓的方式處理污染物，以此減少濾餅的附著物。而在進一步污染后，是無法在使用水平清洗的方式減少污染物，而且這種污染與有機污染共同存在的情況下，設備難以恢復如新[2]。針對這種情況，要密切對膜進行觀察，在污染較輕時及時維護設備，防止污染物對設備造成不可逆損壞。

（二）有機污染的復雜性

復雜的有機物會導致設備的損壞，在實際工作中要加強對這部分原因的分析。未過濾水中的天然有機物、人類使用的各種化學制劑中產生的有機物等均會對設備造成損壞。膜表面會受到污染物親水性、疏水性等因素的影響，要對這方面因素進行分析。不同的有機物對膜的污染是不同的，在三維熒光光譜使用時，可以發現污染程度較高的是蛋白含量較高的熒光點，因此，學者要對有機物對膜的影響進行研究。

（三）生物污染的嚴重性

生物污染對膜的應用也存在著一定的影響，在過濾過程中水中的物生物會在膜的表面附著，長此以往，會形成生物膜，進而對膜造成污染。在膜表面停留的簡單細胞在潮濕的環境下會進行繁殖，以此發展為生物膜餅。而這些生物在膜附著的過程中會產生一些無機物，生物本身及成長均會對膜造成污染，而且這種污染往往難以清除，會在一定程度上縮短膜的使用期限，因此相關人員要注意分析生物對膜應用的影響，并采取針對性的措施加以應對，以此保證膜的正常應用[3]。

三、處理工藝不成熟

（一）注重預處理工藝的適配性

預處理可以減輕對膜的污染，但是現階段處理工藝不成熟，在設備研發的過程中還要充分的考慮預處理工藝的適配性。凝膠劑可以對提升ha的含量，但是在去除ha的同時，oc的去除率會出現明顯的下降，這樣也會造成污染。活性炭也是預處理工作中常常使用到的物質，但是影響活性炭吸附能力的因素較多，相關人員要對其進行充分的考慮。此外，活性炭在應用的過程中還會存在著成為細菌繁殖培養基的風險，因此，要對該工藝使用進行分析，減少對膜的污染。

（二）提升清洗技術的適應性

提升清洗技術的適應性是非常重要的，在清洗的過程中，要對清洗時間、溫度、試劑的酸堿度等進行合理的把控。而不同的膜對清洗技術也有著不同的要求，當膜不同時，相同的參數也不能得到相同的效果[4]。因此，在提升清洗技術的適應性工作中，相關人員要對其膜的特點進行分析，以此為基礎進行清洗參數的設置，進而提升污染物的去除率。

四、抗污染膜材料有待開發

（一）關注全新膜材料的制備及應用價值

膜材料的合理選擇是提升膜抗污染能力、延長膜使用壽命的重要一環，因此，相關人員應對其進行分析，科學合理的選擇膜材料，以此保證膜能夠滿足實際應用的需求。在材料選擇與應用的過程中，不能只考慮對污染物的過濾工作，還要對其影響因素進行考慮，基板是影響膜材料發揮其性能的因素之一，通過對該因素的分析來合理的選擇膜材料。在材料選擇中，相關人員要合理地應用殼聚糖納米纖維與聚對苯二甲酸乙二醇脂復合材料，進而保證膜材料選擇的合理性。

（二）完善改性膜材料的方法和性能

完善改性膜材料是提升膜抗污染能力的方式之一，相關人員要加強對該方式的研究。針對涂抹吸附不穩定的問題，相關人員可以通過化學改性來提升其穩定性，對操作調價及介質情況進行分析，確保改性工作可以順利完成。另外，在化學物質添加的過程中，要根據膜材料改性需要對化學試劑的用量進行合理的控制，以減少過量的試劑對膜產生負面影響。

結論：綜上所述，膜技術在凈水處理中的應用能夠在一定程度上降低凈水處理工作的成本，提高該工作的水平。隨著技術的進步及民眾健康意識的提升，膜技術在凈水處理中的應用受到了越來越高的關注。值得注意的是，目前膜技術的應用還存在著較多的不足，并不能滿足當前凈水處理工作的需求，應用水平還有著較大的提升空間。針對這種情況，凈水處理行業及膜制造業應明確自身扮演的角色，積極開發抗污染膜材料，以此提高凈水處理中膜技術的應用水平，確保膜技術能夠充分發揮其作用及優勢。

參考文獻：

[1]張博，馬平安，鄧蕾，趙海亮，崔紅軍，周曉娟. 膜分離技術在水處理中的研究熱點與進展[J]. 安徽化工，2020，46（05）：24-26+29.

[2]江立文，楊銀，童禎恭，徐璠璠，豐桂珍. 凈水處理中膜技術限制性因素研究進展[J]. 應用化工，2019，48（02）：418-423.

[3]杜長凱，謝小琛. 超濾膜技術在水處理領域的應用[J]. 化工管理，2020（35）：36-37.

[4]劉云芳. 水處理膜技術發展現狀及趨勢[J]. 資源節約與環保，2018（11）：111+115.