淺析膜分離技術在水處理環境工程中的應用

徐開強 卓麗君

摘 要：隨著科技的發展，對于水資源的利用能力也在不斷的發展。膜分離技術是當前水處理技術中的重要內容，對于實現對水資源利用效率的提升有著非凡的意義，這是新時代背景下水資源處理技術必須要重視的問題。筆者在查閱了大量的文獻資料之后，對膜分離技術的具體原理和膜分離技術的多種方法進行深入討論，期望能夠對相關人員帶來一些幫助。

關鍵詞：膜分離技術;環境工程;水處理

隨著我國科學技術的發展，社會生產力越來越高，但是因為錯誤的經濟發展模式，讓我國的社會環境問題受到了巨大的困擾。從全球的角度分析，也可以發現環境問題已經成為了制約人類發展的重要問題，如果不能夠采用合適的方式解決當前一系列的環境問題，必然會對人類文明造成巨大的影響。特別是水資源的利用和處理方面，因為冰山融化、溫室效益、水污染等多方面的問題，淡水資源短缺已經困擾了人類多年。如何利用技術手段增加水資源的利用能力，成為了環境工程中必然要注重的問題。而膜分離技術正是在這一需求下不斷的得到發展，該技術的出現和創新給人類淡水資源的利用以及水污染的治理尋找到了新的方向。

1 膜分離技術

1.1 什么是膜分離技術

膜分離技術早在二十世紀初就得到了相應的發展，該技術原先運用于化學實驗中某些溶液顆粒物質的過濾和分離。該技術運用于化學實驗中，改變了原先的溶液內物質的分離方式，使得溶液內各種溶質的分離可以在常溫條件下進行，不需要采用萃取、蒸發等需要改變溶劑的方式進行。這種在常溫條件下能夠進行溶液內部物質分離的技術，一出現就在各個領域得到了廣泛的運用。

1.2 膜分離技術分類

在膜分離的技術以及發展工作中，存在著諸多領域的內容需要進行正確的認識。這些內容是界定膜分離技術分類的重要依據。具體而言，膜分離技術的分類會依據膜分離的具體操作方式進行相應的分類，從而利用微濾、納濾、反滲透等具體的分離方法進行膜分離技術的分類。隨著人類水資源日漸短缺，同時更加的注重生態文明建設，所以在廢水處理以及海水淡化等領域開始大量的運用膜分離技術。

1.2.1 微濾法

微濾法是膜分離技術只能夠常用的一種方式，該方式主要依托于材料技術的發展，利用新型的膜材料從而監造出一種存在微小膜孔的過濾膜，實現在氣體、液體中進行相應顆粒和菌類物質的交換，這方面的內容在實際的工程建設中都有著巨大的現實意義，能夠讓食品工業、水污染工業、醫療藥物專業都尋求到了發展方向。這種膜分離技術的廣泛使用，讓物質分離以及提純變得更加具有效率的同時，純度也向著利好方向發展。

1.2.2 反滲透法

反滲透方法運用了諸多領域內容，具體的工作原理就是在不同的壓力差下，液體之間進行溶質交換。也就是利用膜將兩種溶液進行隔離，良種溶液因為不同的壓力差，必然會形成滲透壓，然后相關的技術人員根據實際需求，對分離兩個溶液膜的數值進行相應的設計，然后就可以利用反滲透效果實現溶液之間的物質分離。在采用該方式進行分離工作時，在精度上更高，并且在實驗環境下，有著更大的運用空間。隨著這一技術的不斷發展和城市，在農業產品加工、污水處理、純凈水制造等多個領域都有了巨大的發展。通過對這一內容進行具體分析，不難發現這是促進我國水資源利用能力以及水資源處理技術發展的重要動力。

1.2.3 超濾法

該技術依托于超濾以反滲透技術上發展而形成，借鑒了超濾和反滲透的原理，通過壓力讓直徑不同的粒子進行分離。所以在使用該技術時，最為關鍵的節點在于控制膜孔的直徑。隨著這一技術的發展和成熟，膜孔徑位于20-1000?左右已經變得非常成熟。這一技術的使用領域非常廣闊。但是因為該技術主要是區分不同直徑的分子，所以在實際的使用中，更多的是運用于污水處理以及資源與環境工程領域。同時在醫藥領域尤其是中藥藥劑制作方面，該方法因為空間占率小、效率高等多個優點得到了各界的一致青睞。除了上述所介紹的幾種方法之外，膜分離技術還有電滲析、膜傳感器等多種方法，這些方法都是膜分離技術中重要內容，對于水資源的利用以及科研工作都有著巨大的意義。

2 膜分離技術在水環境工程的應用

2.1 工業廢水處理

工業廢水是經濟發展中不可避免的問題，尤其是在發展中國家，經濟和科學技術都較為落后。所以在工業廢水的處理工作上并不能夠有效技術，從而造成了嚴重的環境污染。這一現象在我國的經濟發展的歷程中尤為常見，現如今我國已經認識到了經濟建設要同生態文明建設協調發展共同進步，這是新時代背景下，必須要重視的內容，對于促進現代文明的快速發展有著巨大的現實意義。在工業廢水的處理工作中，利用膜分離技術能夠有效的將廢水中的雜質、有效微生物、病原體等污染物分離，從而讓工業生產所產生的廢水逐漸走向正常化，尤其是在經濟發展的歷程中，這方面的工作變得尤為重要，科學的運用膜技術進行工業廢水的處理，可以讓水資源的保護工作變得更加有效。

2.2 純凈水處理

人們飲用的水源在處理之后可以引入到各家各戶，這是我國水資源處理技術成熟的又一表現。但是不可避免的是，在水資源的處理中依舊存在著各類安全問題，無論是常用的氯氣消毒還是使用絮凝劑去除懸浮物，在自來水的處理中都非常常見，但是在純凈水的處理上使用上述方式明顯難以達到純凈的要求。所以在當前的春季水純凈水處理技術中，主要的使用領域集中在了膜分離技術，利用膜分離技術可以很好的將自然水域中的懸浮物、細菌進行隔離，從而生產處安全無害的純凈水。在生產成本以及操作方式上，膜分離技術都有著巨大的優勢，從而讓純凈水的生產成本顯著降低。

2.3 苦水、咸水處理

雖然我國地大物博，但是淡水資源短缺是非常嚴重的問題，尤其是淡水資源分布不均勻的原因，這方面的內容更是難以得到相應的發展，對于我國經濟的發展而言，這是一個難以解決的問題。所以一方面我國開始利用水利工程實現水資源的合理分布，另一方面則是利用鉆井的方式獲取地下水。雖然當前的地質勘測技術可以有效的勘測出地下水的含量以及位置，但是對水質的預測依舊存在相應的問題。如果在鉆井之后發現地下水屬于苦水或者咸水，如何處理這些水資源就成為了一個嚴峻問題。但是隨著膜分離技術的發展成熟，讓苦水和咸水的處理技術變得更加的簡單有效，尤其是膜分離技術中的納濾法、滲析法不僅僅可以去除這些苦咸水中的細菌，還可以實現水資源的高純度提出，改善水中的鹽分和pH值，讓其達到飲用的標準。

2.4 洋水淡化處理

海洋有著豐富的水資源，但是因為洋水內含有大量的雜志，并且鹽分很高，溶解了大量的無機物，所以對于洋水的利用一直有限，但是就目前的生產要求下，無論是農業生產還是大部分的工業生產，都是需要豐富的淡水資源，洋水并不能夠運用于工業和農業生產中，在飲用上，洋水更是沒有任何利用價值。但是在一些沙漠國家，淡水資源極其缺乏，如何利用洋水成為了這些國家都需要重視的問題，這是這些國家在發展中必須要注重的問題。但是因為海水中的鹽分都溶解在了海水中，所以對其的淡化非常繁復，如果是采用蒸發的方式進行海水淡化，不難發現這種方式在能源需求上有著過高的需求。雖然在后續的發展中，已經形成了電滲析法，該方式所形成的氫氣可以作為清潔能源，但是其生產淡水的效率依舊難以同膜分離技術相比，所以從這方面分析，不難發現洋水淡化必然要以膜分離技術作為支持。

3 結語

膜分離技術于20世紀初產生，在20世紀60年代快速發展，并且得到了良好的反響，該技術在水資源的處理上有著巨大的優勢，對于促進水資源的合理利用有著現實意義。同時在水污染處理上，該技術也因為水處理環境需求低，處理效果突出的原因，得到了廣泛的運用。

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