探析膜分离技术在水处理环境工程中的应用对策

探析膜分离技术在水处理环境工程中的应用对策

王宁

王宁

哈尔滨市松北区疾病预防控制中心黑龙江哈尔滨150028

【摘要】随着各种自然资源不断被开发利用以及环境污染的加重，陆地上的淡水资源受到了越来越严重的挑战。人们不得不开始研发技术来保证淡水的供应问题，传统的分离手段已经满足不了现在社会的要求，于是新的分离技术就诞生了，比如膜分离技术、反应分离联用技术等。而膜分离技术是其中最为完善，也是应用最广的一种新型分离技术，尤其适用于处理工业废水以及生活污水。此外，该技术不仅耐用可靠，分离效果也极好。本文主要介绍几种新型膜分离技术，并探讨其在水处理环境工程中的应用。

【关键词】膜分离技术；水处理

【中图分类号】R318【文献标识码】A【文章编号】1276-7808（2015）-03-469-01

随着社会的发展，科学技术变得越来越发达，可是由此带来的负面影响却日渐凸显，各类化工物质排入水体，污染着陆地上的淡水，可供饮用的水越来越少。因此人们开始寻找方法改善这种状况，膜分离技术由此诞生，它是一门分离新技术，出现在20世纪初，20世纪60年代迅速崛起。除了用于纯水生产与海水淡化，还用于苦咸水淡化、含油废水以及锅炉脱盐水等各方面，不仅带来了经济效益，也有利于保护环境。

1.膜分离技术应用原理

1.1膜分离技术原理

膜分离技术利用膜的选择渗透作用之间的差异实现分离、提纯，外界能量和化学位差是其外在推动力。具体来说，膜分离技术的原理是，在液体混合物中，对不同组成成分的液体或者液体。膜的选择通透性也是不相同的，膜的分离技术是指利用膜的选择选择渗透性的不同发挥其工作，借助外界能量、化学位差，对不同成分组成的气体和液体，进行分离提纯。原理细分又可以分为两种，即应用物理性和化学性。所谓物理性质是说，膜在这里根据不同混合物的不同的质量、体积大以及几何形状物理性质，充当筛子的作用，对混合物进行分离。化学性质主要是指物质的溶解速度和扩散速度，溶解速度主要是由混合物以及使用分离的材料膜的化学性质决定，而扩散速度则不仅取决于混合物以及适用分离的材料膜的化学性质，而且跟物质的相对分子质量有着极大的关系。利用物质的这种化学性质来进行混合物的分离。

2.膜分离技术的类型

膜分离技术的类型主要有：微滤分离技术（MF）、超滤分离技术、反渗透分离技术（RO）、动态膜技术（DM）、纳滤分离技术（NF）和电渗析分离技术（ED）。其中反渗透分离技术（RO）在苦咸水脱盐淡化处理和海水淡化中具有较为广泛的应用，目前现有淡化方法中，反渗透分离技术是最经济的。而大分子物质、蛋白质、胶体等物质分离时，常会用到超滤分离技术。该分离技术能够快速将废水中杂质和悬浮物取出，并可以作为活性炭过滤器的替代品，具有广泛用途。

3.应用

3.1饮用水处理应用

经济发展逐渐加快，环境的污染问题也越来越严重。人们对饮用水的质量提出了更高的要求，饮用水处理主要原则是去除水中细菌、病菌等有害物质，并将水中悬浮物过滤掉。膜分离技术的应用为水资源净化提供了便利，以其自身特点，为饮用水进行处理带来了历史性变革。应用微滤、超滤、纳滤等分离技术，不仅过滤作用强大，还能去除水中微米级别颗粒，效果良好，提升了饮用水水质。纳米型的微粒，常用的过滤方式是不能将其去除的，应用膜分离技术对以上现象有很好的效果，能够有效的去除水中的漂浮的杂质和有害物质，有效的提高了饮用水的质量。

3.2工业废水的处理应用

工业废水中含有多种复杂的化学物质，如果不对其进行处理，一旦流入地表河流或者渗入地下河中就会对人们的生命健康造成严重的危害。但由于它水体中含有的物质的复杂性，对其的处理更为困难。工业废水处理原则是消除水中有害物质、回收水中有用物质、节约水资源，工业废水要采取严格净化措施，达到国家标准方能排放。

不同的水体应该采不同的方法进行处理。对于含重金属的水体，利用反渗透膜技术进行金属污水处理，当水中的离子浓度达到340mg/L时，去除率可以达到百分之九十九。这样就会达到污水处理的要求，并合理回收有效物质，膜技术的应用符合了污水处理的要求。对于造纸废水处理。有研究学者在对造纸黑水进行处理时通过乳状液膜法进行，达到了预期的效果。运用膜处理技术处理造纸过程中产生的污水，首先要经过沉淀处理，在进行过滤，并保持滤膜孔径的直径在0.1脱，经过过滤处理之后固体悬浮物会明显下降。最后经过超滤膜，超滤膜的孔径在保持在0.04微米左右，这样有机物可以被过滤掉，经过相关处理，废水中的溶液去除率可以达到百分之九十七，提高了相应的回收率，而还有研究者采用了微滤预处理与纳滤膜处理结合起来处理造纸废水。也可以得到预期效果。而对于石化废水处理相关研究表明，中空纤维超滤应该是一种合适的方法。而对于其他废水处理方法，某研究院曾研制了可以从高溶度废水中对资源进行回收的工艺，即液膜分离。其研究主要是利用液膜分离工艺来从农药废水中的酚以及含氰废水中的氰化物进行回收，此外还可以利用该工艺对燃料废水进行处理，这些都取得了非常好的效果。

3.3海水淡化

淡水资源危机使得人们把目光投向了浩瀚的大海。海水是地球分布比例最大的水资源，对海水进行淡化处理，是解决水资源危机的有效方法。现阶段，运用海水资源淡化技术，包括反渗透、电渗透和膜蒸馏技术等等。其中电渗透分离技术可以对海水进行直接淡化，用来制造适合人类饮用的水源。但目前该技术尚不成熟，且能耗较高，水资源回收率低。膜蒸馏技术具备众多优点，如设备构造简单、易于操作、清洁环保、能耗较低，并且膜的使用寿命相对较长。应用反渗透分离技术对海水进行淡化，相比之下，不但成本较低，同时具有脱盐率高、耗能低等特点。然而利用反渗透膜进行海水淡化处理，可以消耗较少的能源，得到更高的脱盐率。反渗透分离技术应用在海水淡化领域，是水处理环境工程的一次重大突破和变革。

3.4苦咸水脱盐处理

基于我国目前缺水的现状，将地下苦咸水进行脱盐淡化是有效途径之一。目前，苦咸水脱盐处理主要应用到的膜分离技术包括反渗透技术、电渗析技术、蒸馏技术以及纳滤技术等。其中电渗析技术和反渗析技术对水中的细菌和杂物不能有效的去除，对能源消耗小，应用受到了一定的限制。反渗析技术可以对苦咸水进行脱盐处理，淡化水资源保证了水体的质量，达到了饮用水的卫生的要求。利用反渗透方式进行脱盐处理，其操作过程很简便、处理效果好，减少了对能源的消耗，成本低廉方便控制，是苦咸水脱盐的一种常用方法。

结语：

目前水资源日益短缺，而且又受到更加严重的环境污染，水体质量越来越让人担心。目前膜分离技术对水体处理方面具有很好的效果。不同的水体运用不同的膜分离技术，更具有针对性，收到良好的效果。这种技术可以在常温下进行操作，这种技术拥有设备简单、运行费用低等特点，不仅能够降低能耗，还有利于提高效率。加之膜材料性能不断改进，技术越来越高，可能取代常规水处理的工艺，在处理污水以及供水处理方面发挥越来越重要的作用。

参考文献：

[1]曾欣.膜分离技术在水处理中的应用[J].科技信息（学术研究），2007-10-25.

[2]徐新阳，马铮铮.膜过滤在污水处理中的应用研究进展[J].气象与环境学报，2007，23（4）：53-54.

[3]张力.膜分离技术处理含氰废水田.长春人学学报，2008，18（3）：82-83.__