水處理環(huán)境工程中膜分離技術(shù)的應(yīng)用

摘?要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水質(zhì)越來越復(fù)雜和難以處理。傳統(tǒng)的治療技術(shù)難以取得較好的治療效果。為了進(jìn)一步提高處理效果，在處理過程中采用了膜分離技術(shù)。膜分離技術(shù)以其重復(fù)利用、處理后水質(zhì)好、自動(dòng)控制操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)境工程水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。膜分離技術(shù)主要包括微濾技術(shù)、超濾技術(shù)、納濾技術(shù)和反滲透技術(shù)。它們利用膜選擇性透性去除水中有毒有害物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于飲用水處理和海水淡化。

關(guān)鍵詞：水處理環(huán)境工程;膜分離技術(shù);應(yīng)用

一、 膜分離技術(shù)原理

膜分離技術(shù)是利用膜中各組分傳遞物質(zhì)的選擇性差異，根據(jù)膜在驅(qū)動(dòng)力（膜雙側(cè)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(shù)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(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)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(shí)際應(yīng)用方便，成本低，不會(huì)造成二次污染。將其應(yīng)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(chuàng)造更加舒適安全的生活環(huán)境和工作環(huán)境。

二、 膜分離技術(shù)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(shù)具有過濾壓力低、處理效率高、無須大規(guī)模操作、液體處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。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(chǎn)和污水處理已成為微濾的兩個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域。微濾在滅菌和過濾中也得到了廣泛的應(yīng)用。

（二）超濾

超濾采用機(jī)械篩分法，由靜壓差驅(qū)動(dòng)，使原溶液中的溶劑和小溶質(zhì)顆粒從高壓液體側(cè)通過膜進(jìn)入低壓側(cè)，從而有效地?cái)r截微生物、懸浮物、膠體等。廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理、城市污水處理、飲用水生產(chǎn)、高純水制備等領(lǐng)域。超濾在大分子和顆粒需要與低分子物質(zhì)或溶劑分離的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該超濾裝置可單獨(dú)操作，也可與其他處理裝置結(jié)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(qū)動(dòng)膜分離技術(shù).納濾膜具有納米孔徑和多電荷，主要用于不同分子量有機(jī)物的分離、小分子無機(jī)物質(zhì)的分離、溶液中單價(jià)鹽和二價(jià)鹽或多價(jià)鹽的分離、鹽及其相應(yīng)酸的分離等。納濾被廣泛應(yīng)用于飲用水和工業(yè)用水的凈化、廢水的凈化、工藝溶液中有價(jià)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(yīng)用于含有更多化合物的水處理過程中，在此之前需要進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)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(zhì)，以膜兩側(cè)的靜壓差為驅(qū)動(dòng)力，克服溶劑的滲透壓力，使溶劑通過反滲透膜，實(shí)現(xiàn)液體混合物的分離和凈化。反滲透技術(shù)與超濾、納濾一樣，屬于壓力驅(qū)動(dòng)膜分離技術(shù).操作壓差為1.5×10.5MPa，截留組分為（1≤10）×10-10m小分子物質(zhì)。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(dá)到分離純化的目的。

三、 膜分離技術(shù)在水處理環(huán)境工程中的有效應(yīng)用

（一）飲用水處理

目前，我國水污染較為嚴(yán)重。飲用水水質(zhì)要求高，環(huán)境污染逐漸增加飲用水中的有害物質(zhì)。如果直接飲水，就會(huì)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(shù)可應(yīng)用于飲用水的處理。膜分離技術(shù)操作簡單，能耗低，符合社會(huì)發(fā)展趨勢。飲用水處理可以采用不同的分離技術(shù)，如微濾分離技術(shù)、超濾分離技術(shù)和納濾分離技術(shù)。要結(jié)合實(shí)際，充分發(fā)揮各種技術(shù)的優(yōu)勢和價(jià)值。膜分離技術(shù)可以直接去除飲用水中的微生物、細(xì)菌和懸浮物，改善飲用水的水質(zhì)。近年來，許多發(fā)達(dá)國家逐步將超濾技術(shù)和微濾分離技術(shù)應(yīng)用于飲用水凈化，提高了人們的生活質(zhì)量。

（二）工業(yè)廢水處理

工業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，如果直接排放，就會(huì)污染湖泊和河流，造成水資源的浪費(fèi)。工業(yè)廢水中含有大量的重金屬，對人體構(gòu)成極大的威脅。目前，人們應(yīng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的工藝流程，合理利用膜分離技術(shù)，有效地處理工業(yè)廢水，回收利用工業(yè)廢水。首先要做好工業(yè)廢水的檢測工作，明確廢水中的污染物和有害物質(zhì)，然后合理選擇膜分離技術(shù)。

（三）苦咸水處理

我國水資源短缺，一級劣水分布區(qū)廣，尤其是西北內(nèi)陸干旱區(qū)，咸水分布較多。地下咸水含鹽量和氟含量較高，許多指標(biāo)不符合國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)?？帑}水味苦，不能直接飲用，長期飲用會(huì)導(dǎo)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(huì)影響人體的正常生理功能，導(dǎo)致脫水甚至中毒。過去在膜分離技術(shù)應(yīng)用中，人們會(huì)使用電滲析和反滲透分離海水中不能使用的物質(zhì)，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(jī)離子、膠體材料和大分子溶質(zhì)，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(jīng)濟(jì)，效果更好。隨著海水淡化技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，膜分離技術(shù)日趨成熟，膜價(jià)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(fā)新技術(shù)，為海水淡化提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]莊治國.膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的運(yùn)用[J].環(huán)境與發(fā)展，2018，30（2）：88-89.

[3]王翦.膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2017，28（2）：7.

作者簡介：任玉明，南京潤中生物技術(shù)有限公司。