膜技術在水處理中的應用研究

金永鋼+田光輝

（浙江漢藍環境科技有限公司 310051）

摘要：面對我國水污染嚴重、水資源匱乏的狀況，減少水污染、提升水資源的重復利用率，成為了當前思考的課題，在不斷的實踐探索之中，膜技術進入了人們的視野，引發了研究者的關注，它是一種具有選擇性分離功能的材料，可以較好地實現水處理和物料的分離，基于膜的這一特性，可以較好地應用于水處理領域之中，更好地減少水污染的現象，提升水資源的重復利用率。

關鍵詞：膜技術；水處理；污染；應用

在社會經濟高速增長的態勢下，水資源短缺的問題極大地困擾著人們，隨著新技術、新材料的不斷開發應用，膜技術進入到人們的視線之中，它以自身獨特的特性，可以選擇性地分析廢水中的有害物質，實現水處理的目的，由此可顯現出膜技術在水處理領域中極其重要的應用價值。本文重點分析膜技術在水處理中的應用實踐，以更好地提升水資源的重復利用率，緩解我國水資源緊缺的問題。

一、膜技術的工作原理及特點分析

膜是一種由無機材料、有機高分子材料構成的特殊薄膜，膜技術可以利用其選擇性分離的特性，將有害污染物從待分離的液體中脫離出來，其工作原理與膜的自身特性密切相關，顯現出與傳統水處理技術的差異性特征，它是利用待分離液體中的不同物質的化學性質或物理性質的不同，而實現過濾和分離的處理方式。具體來說，由于不同物質在與膜接觸的過程中，會產生不同的流速，在流速不同的狀態下可以實現彼此之間的分離；還可以根據不同物質的物理性狀、體積、質量等，實現相互之間的分離。

膜分離技術的應用特點，具體表現為以下幾個方面：（1）能耗相對較小。膜技術通常只會產生物理變化，而不會改變物質的化學特性，這就使膜分離技術的能耗相對較少，可以較好地節約能源。（2）常溫條件下應用。膜分離技術通常是在常溫狀態下應用，這是由于不同溫度下的物質特性會存在差異，為此，要將膜技術應用置于常溫狀態下，可以較為有效的分離水中的有害污染物質。（3）應用范圍寬泛。膜分離技術無須添加輔助劑，僅僅依賴于膜自身的特性，實現對物質的過濾和分離，在這種應用條件下，使得膜技術可以極其寬泛地應用于水處理領域之中。（4）簡便易于操作。膜技術的工作原理相對簡單，設備的操作也較為簡便，這就極大地提升了膜技術在水處理中的應用效果。

二、膜技術在水處理中的應用

1、膜技術在給水中的應用

在城市的給水系統之中，膜技術的應用有極其實際的意義和作用。由于長期以來，城市水資源的給水問題是一大困擾，如：北京、天津地區的南水北調工程，就是為了緩解區域給水問題而實施的水利工程。發達國家則可以利用膜技術解決偏遠地區的給水問題，如：美國、法國，這些國家都成功地應用反滲透凈化技術，實現對水資源中的溶解性物質的過濾和分離，可以低成本、高效率地處理大量的水資源，實現城市的供給水。

2、反滲透膜技術在飲用水處理中的應用

反滲透膜技術主要是通過具有選擇透過性的生物細胞膜，在滲透壓的作用條件下，溶液向滲透壓較高的一方流動，反滲透膜在較高的一方加入更大的壓強，使溶液向濃度相對較低的一方流動，實現反滲透。在這個反滲透膜的應用原理之下，可以較好地應用于飲用水的處理，使廢水中的微粒子分離，將水資源淡化，使之形成可供人類飲用的純凈水資源。由此可見，這種應用反滲透原理的水資源相較于傳統的化學沉降過濾處理方法更為先進和健康，可以采用礦化的方法，確保飲用水的營養不被流失。

3、膜分離技術在污水處理中的應用

在膜分離技術的應用過程中，以膜生物反應器為主要設備，它是一種融合復合膜技術和生物凈化技術的設備，可以對待分離的水資源進行一次性的處理，通過生物處理方式，極其有效地降低水中的有害污染性物質或其他雜質，將污水、廢水中的有害物質降至最低，在經過膜生物反應器的膜分離技術的處理之下，可以將污水進行排泄或再利用，減少對環境的危害。由此可見，這種應用膜生物反應器的膜技術極其先進，相對于傳統的生化處理污水技術而言，有更為高效的水處理效率，可以在極其快速的條件下純凈水資源，并在自動化的運作方式之下，實現對相關設備的維護。

4、膜技術在海水淡化、脫鹽中的應用

在飲用水資源匱乏的狀態下，海水淡化成為人們關注的焦點，通過去除海水中的無機鹽，可以使海水淡化，達到提供人們飲用淡水的標準。我國目前的海水淡化過程，主要是以膜反滲透技術為主，這是一種快速、高效的對海水淡化的技術，在實踐中的應用成果較為先進和成熟。

5、膜技術在紡織、造紙中的應用

膜技術也廣泛應用于我國的紡織印染、造紙等行業之中，這些行業的工藝流程離不開水，在紡織印染、造紙行業的生產流程之中，必然會產生大量的工業廢水，其中摻雜有大量的鹽和染色物質，可以應用膜技術替代傳統的過濾技術，將工業廢水中的鹽和染色物質去除，使紡織印染、造紙行業的排放水達到規定的標準和要求，從而達到對環境無害的效果。

6、膜技術在垃圾滲濾液濃縮中的應用

可以利用膜技術中的正滲透技術和原理，實現對垃圾滲濾液濃縮的應用。這種正滲透技術無須外在的驅動，而是通過原料液與汲取液之間的滲透壓差的原理，實現對膜的自動分離。應用這種正滲透技術有一些先決條件，具體包括有：（1）汲取液提供水處理的驅動；（2）選擇性的滲透膜只允許水分子透過，而其他的溶質則無法透過；（3）汲取液在稀釋之后再濃縮。在這些必要條件具備的前提下，采用正滲透技術，以氯化鈉為汲取液、CTA為滲透膜，可以將高濃度有機廢水中的重金屬離子、氮類化合物截留和分離出來，并且對膜通量影響較小。

三、膜分離技術在水處理中的應用前景分析

膜分離技術是一種先進的技術，國外發達國家的膜技術已經相當成熟，我國由最初的嘗試應用到現今的廣泛應用，歷經了五六十年的歷程，投入了較大的人力、物力和財力，使我國的膜分離技術不斷先進，并成為了我國的重大科研項目課題內容。隨著膜分離技術的不斷普及和實踐，膜技術在諸多領域得到較為廣泛的應用，然而還是存在一些不足，如：應用面還不夠寬泛；設備的先進性還有待提升；工藝技術成熟度不足等。為此，我國還要加大對膜技術的研究力度，要使膜技術的成本應用效率達到最高，以滿足社會經濟發展的需求。

四、結束語

綜上所述，膜技術相較于傳統的水處理技術而言，可以無須使用酸堿等原料，直接利用特殊膜材料，實現快速、高效的有害物質和雜質在水資源中的分離和截留，達到水資源的凈化效果，并且，可以充分利用膜技術的應用原理，將其應用于給水處理、飲用水處理、脫鹽處理、污水處理等方面，較好地緩解人類水資源緊缺的困境，促進人類社會經濟的進一步發展和提升。

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