膜分離技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用探討

摘要：膜分離技術(shù)不僅具有分離、濃縮等功能，而且是一種節(jié)能環(huán)保的過濾手段，其操作流程較為簡單，在醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中受到廣泛應(yīng)用。基于此，本文簡要介紹了四種膜的分類，并詳細(xì)分析了膜分離技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用，主要包括廢水處理、飲用水處理以及海水淡化等。

關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù);水處理;海水淡化

引言：

隨著生態(tài)環(huán)境的逐漸惡化，水污染十分嚴(yán)重，水資源短缺情況也不容樂觀。膜分離技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升污水廢水、飲用水等的處理效率和效果。這種技術(shù)不會對分離的液體產(chǎn)生任何影響，而且該技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，工藝簡單，便于操作，耗能較低，具有一定節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)。

一、膜的分類

膜分離技術(shù)是一種根據(jù)不同分子的不同粒徑實(shí)現(xiàn)的分離技術(shù)，根據(jù)膜上孔徑的大小將膜分為以下幾種。

（一）微濾膜

微濾膜（MF）上的孔徑十分精密，微濾又稱為微孔過濾。微濾膜的孔徑一般在0.1～1μm之間，因此，對于一些直徑較大的細(xì)菌、微粒、懸浮物等有很好的過濾效果。其材質(zhì)包括醋酸纖維素、聚酰胺等有機(jī)物，也包括陶瓷、金屬等無機(jī)材料。多用于液料澄清方面。

（二）超濾膜

超濾膜（UF）的孔徑范圍為0.05μm～1nm，也是在一定壓力下水流經(jīng)膜時，將直徑比膜孔徑大的物質(zhì)留在膜的一側(cè)，只允許水和直徑比孔徑小的物質(zhì)通過，以實(shí)現(xiàn)過濾的目的。這種膜能夠很好的過濾掉水中的一些大分子物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)、膠體等。超濾技術(shù)目前在食品、廢水、醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用。

（三）納濾膜

納濾膜（NF）的孔徑以納米為單位，一般為1nm左右，納濾的截留效果是以氯化鈉、硫酸鎂以及氯化鈣等溶液的截留率進(jìn)行對標(biāo)的，對于二價及二價以上的離子具有較好的截留作用，因此常被應(yīng)用在食品、飲料、生物醫(yī)藥等行業(yè)中。

（四）反滲透膜

反滲透（RO）是一種通過在高濃度溶液一側(cè)施加適當(dāng)壓力，進(jìn)而使水分子流向低濃度一側(cè)的膜分離技術(shù)，由這種分離技術(shù)分離出來的水，其質(zhì)量較高，而且反滲透膜分離技術(shù)的操作簡單，成本較低，在分離的過程中不會產(chǎn)生二次污染，因此被廣泛運(yùn)用在海水淡化方面。而且反滲透膜僅能夠使水分子透過，對于其他所有的離子都具有截留作用，例如對于氯化鈉的截留率能夠達(dá)到98%，因此這種技術(shù)也多用于純凈水的生產(chǎn)方面[1]。

二、膜分離技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用

（一）在廢水處理方面的應(yīng)用

膜分離技術(shù)在廢水處理方面具有極大的作用，對此以造紙廢水、印染廢水以及制藥廢水中的應(yīng)用為例分別進(jìn)行介紹。

在造紙行業(yè)中一般會使用涂布技術(shù)對紙張進(jìn)行處理，而該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用使得其排放出來的廢水中存在著大量的有害物質(zhì)。在造紙過程中產(chǎn)生的大量廢水，由于其中有害物質(zhì)較多且存在難以降解的問題，如果直接排放到水中會使這些有害物質(zhì)在水生物的體內(nèi)累積，如果人誤食了這些生物就會使得這些有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)移到人體中，造成不可估量的危害。因此，在排放之前必須要經(jīng)過一系列的處理，目前，很多造紙企業(yè)都引進(jìn)了膜分離技術(shù)，不僅能夠避免二次污染的問題，而且這種技術(shù)所消耗的成本較低，對于水的凈化處理效果也十分優(yōu)秀。例如，PU、PVC、SiO2復(fù)合分離膜的使用，能夠有效截留水中的木質(zhì)素、纖維素等。

紡織作為我國主要工業(yè)之一，其在生產(chǎn)作業(yè)的過程中也需要運(yùn)用到大量的水資源，而且回收利用率較低，印染產(chǎn)生的廢水成分繁雜，不僅包括大量染劑，還有重金屬離子等有害雜質(zhì)，能夠?qū)?、河流等造成?yán)重的危害和影響。通過使用膜分離技術(shù)中的超濾、納濾技術(shù)，再搭配使用一些化學(xué)、物理等凈化方法，能夠在控制成本的情況下，實(shí)現(xiàn)高效能的印染廢水處理工作。

制藥行業(yè)中，在藥品制備的過程中需要用到水資源，因此，在制藥過程中也會產(chǎn)生一定量的廢水。而且由于其行業(yè)的特殊性，在產(chǎn)生的廢水中含有大量的有機(jī)物，除此之外，各種藥品制備產(chǎn)生的廢水互相混合，使得廢水具有一定毒性。在進(jìn)行廢水處理的時候除了要使用膜分離技術(shù)之外，還需要與傳統(tǒng)的污水處理工藝相結(jié)合，形成制藥廢水處理系統(tǒng)。例如，在超濾膜中固定青霉素酶，在廢水經(jīng)過濾膜的時候，其中的抗生素就會被有效降解。

（二）在飲用水處理方面的應(yīng)用

隨著人們對于健康的重視程度逐漸加強(qiáng)，對于各種食品、飲水等生活必須物質(zhì)的要求也逐漸提高。在自來水生產(chǎn)的過程中，首先，由于工廠廢水等的排放對水源會產(chǎn)生一定污染，其次在自來水廠處理的過程中由于其消毒手段較為落后，因此水中經(jīng)常會含有消毒劑，最后，城市供水管道、水箱等設(shè)施使用年限較久，產(chǎn)生的銹漬也會進(jìn)入到自來水管中，這些都使得人們的用水安全存在一定隱患。在對飲用水進(jìn)行處理的過程中使用膜分離技術(shù)，不僅能夠簡化飲用水處理工序，而且還能夠過濾掉微生物、細(xì)菌等雜質(zhì)，使硬水得到軟化，極大程度上提升水質(zhì)。

（三）在海水淡化方面的應(yīng)用

目前，全球淡水資源正處于十分匱乏的狀態(tài)，未來幾年將會出現(xiàn)水資源危機(jī)，雖然我國的海水資源十分豐富，但是海水中的鹽類物質(zhì)含量較高，因此去除海水中的鹽類，是實(shí)現(xiàn)飲用海水的主要目標(biāo)。傳統(tǒng)海水淡化的處理方法，例如蒸餾，在制備上不僅需要消耗大量的能源，而且其生產(chǎn)淡水的效率也十分低下。而膜分離技術(shù)中的反滲透膜技術(shù)能夠高效的實(shí)現(xiàn)海水淡化，這種新興技術(shù)不僅大量減少了能源消耗，經(jīng)過實(shí)際運(yùn)用發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)的脫鹽率高達(dá)90%以上。目前在海水淡化方面主要的研究方向是在確保脫鹽率的基礎(chǔ)上提高水流量[2]。

結(jié)束語：

綜上所述，膜分離技術(shù)在水處理方面具有卓越的效果，而且該技術(shù)無污染、能耗低具有一定的節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)。目前，我國的膜分離技術(shù)取得了極大的進(jìn)展，但該項(xiàng)技術(shù)仍處于上升階段，在水處理方面還有著巨大的潛力，相信在對新材料和技術(shù)不斷研究和探索中，該技術(shù)將會被更多領(lǐng)域所應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]卿光志.膜分離技術(shù)在水處理環(huán)境工程中的有效利用[J].低碳世界，2019，9（07）：54-55.

[2]陳長松，趙國華.膜分離技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用[J].膠體與聚合物，2018，36（04）：186-189.

作者簡介：姓名：周玉開（1987.09--）;性別：男，民族：漢，籍貫：江蘇省淮安人，學(xué)歷：本科;現(xiàn)有職稱：環(huán)境影響評價工程師;研究方向：環(huán)境影響評價。