水处理中膜分离技术的应用探究

樊俊义 杨晓波 王宏

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司 陕西省榆林市 718500

摘要：膜分离技术主要通过根据混合物中组分质量、体积、大小和几何形态的不同,用过筛的方法将其分离;或者根据混合物不同化学性质进行分离,目前在国际上非常流行.本文介绍了膜分离技术的原理、特点,对现有技术进行了探讨,从多角度对技术进行实践探究。

关键词：膜分离技术；给水处理；运用措施

1 膜分离技术简述
  1.1 膜分离技术的原理
  膜分离技术的最核心元件是天然或者人工合成的薄膜,它具有良好的选择透过性,通过外界能量或者化学位差作为推动力,对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、提纯和富集的方法,最后将具有不同物理性质或者化学性质的混合物分离开来。
  1.2 膜分离技术的特点
  膜分离技术作为一种更加新型的分离净化方法,它最显著的优点就是处理效率高,膜的选择透过性决定了它能选择性地让一些物质透过,而隔绝另一些物质。合适的膜可以更加高效对物质进行分离。膜分离技术的过程基本可以实现在常温下操作,自动化程度高,展现出低能耗、低成本的优点,整个过程消耗能源较常规工艺要少很多。膜分离工艺的设备运行相对稳定、装置操作方便,对环境基本无二次污染,在对水进行净化的过程中同时又不污染环境。综上所述,膜分离技术在饮用水处理中具有分离率高、耗能低没有二次污染等优点。

2膜分离技术简介
   当前，随着科学技术的不断发展，膜分离技术也引发了各方面的关注。膜分离技术基于由无机或有机高分子材料制作而成的多孔薄膜而产生的，这种多孔薄膜由于具有选择透过性，在外力的作用下，大分子会被隔离在膜的一侧无法通过，而小分子则会从薄膜中穿过，从而达到将大分子和小分子分离的效果。在水处理的过程当中，由于水分子的分子量较小，可以顺利的通过薄膜，而无机盐、无机物、有机分子等大分子无法通过，被分离出来，从而达到了水的净化效果。相较于传统技术而言，膜分离技术的结构简单、无需其他化学药剂、具有效率高、能耗低、环保等特点。
   随着工业技术的不断发展，多孔薄膜的原材料也日新月异，很多低成本的无机材料都可作为多孔薄膜的原材料，有效降低了膜分离技术的成本，使得膜分离技术的应用范围愈发广泛。当前，水资源十分有限，如何将废水进行处理使得其满足重新再利用显得越来越重要。由于我国对水处理研究的起步较晚，更应该充分发展和利用膜分离激素，建设两型社会，保护人类赖以生存的家园。膜分离技术有很多种，包含电渗析（electroosmosis，ED）、微滤（microfiltration，MF）、超滤（ultrafiltration，UF）、纳滤（nanofiltration，NF）、反渗透（reverse osmosis，RO）和膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor，MBR）等。虽然说当前有很多价格低廉、简单易得的材料能够用于过滤膜的制造，但是过滤膜的清洁和再生也是非常重要的，这是当前的研究难点。

3膜分离技术在给水处理中的应用
  3.1 在重金属废水的处理中应用膜分离技术
  金属的生产加工过程中会产生较多的冲洗废水，这类废水中的金属离子较多，多数企业在生产及排放污水的过程中去除及清洁废水中多余的金属离子就排放，达到相应的污水处理要求，还可以对有效的物质进行回收，膜分离技术很大程度上符合污水处理的需求及条件，针对含有大量金属离子的污水中实施超滤处理后重金属的含量超过99%，而利用反渗透膜技术进行处理之后，当水中离子的浓度在一升340毫克时能去除99%的重金属[3]，相对于传统重金属处理技术来说具有操作便利及效果显著的特点。
  3.2 在饮用水的处理中应用膜分离技术
  现阶段大多数城市都面临着水资源污染的问题，个别地区水资源较为匮乏，加上人口的增长，水资源的人均占有量呈现锐减的趋势。因此针对受到污染的水资源应实施科学合理的处理之后才能将其引入饮用水的供给系统中去，最大程度上保证城市水资源的平衡与稳定。在处理及净化饮用水的过程中主要是通过过滤分离原水中的细菌及杂质的方式去除原水中的污染成分。在这一过程中应用膜分离技术能过滤原水中大量的微生物及杂质，还能将原水中的有害化学成分分离出来，操作的过程简单明了，相对于常用的过滤分离技术来说更能够将成分的粒度降到纳米级别，最大程度上提高饮用水的分离及净化效果，科学的对原水中的微生物及杂质进行处理，提高饮用水的质量[4]。
  3.3 在工业废水有害物质的处理中应用膜分离技术
  随着工业化的发展，现阶段很多企业在工业生产的过程中尝到了“甜头”，但在发展的过程中大多数企业未能很好的对工业生产过程中产生的污染水进行科学的处理及排放，多数很多工厂未能很好的意识到污水处理对于可持续发展及环境保护的作用，很多工业污水在未实施科学及系统的处理就直接的倒入城市的水环境中，导致水资源受到严重的污染及破坏，导致工厂周围生活的人们出现的用水安全问题，甚至多个地区的水资源检测过程中有毒物质严重超标的现象出现，导致某个区域居民患上某种疾病的概率较高。因此，在实施给水处理的过程中应严格的解决现阶段工厂废水残留的有害物质，提高用水的安全性[5]。膜分离技术在实施给水处理的过程中能有效的净化水质，最大程度上减少工业污染废水中含有的有害物质及重金属，还能在处理工业废水之后直接将处理后的水引入给水的系统中，缓解水资源缺乏的现象，实现废水再利用及循环使用水资源的理念，符合现阶段生活过程中倡导的节能环保理念，能很好的提高城市给水系统中水质处理效果，处理再利用一些污染水质，提高城市水资源循环利用的效率。

  3.4 在其他处理过程中应用膜分离技术
  针对海水实施淡化处理的过程中可以利用反渗透膜进行处理，能最大程度上减少能源的消耗，提高脱盐率、在海水淡化处理技术中反渗透技术属于较为有效的一种，能显著降低海水淡化这一处理过程中所需的成本。当前，除了利用反渗透技术淡化处理海水之外还能制造饮用水，缓解水资源短缺的问题，膜蒸馏技术具有操作便利、消耗能源较少、绿色环保及延长膜的使用时间等优势[6]。此外，还能处理苦咸水脱盐的操作，提高水资源的利用率。对苦咸水实施脱盐处理属于较为有效的解决方式，主要包括反渗析技术、电渗析技术及纳滤技术等，其中反渗析技术及电渗析技术无法很好的去除水中的细菌及杂物，使得其在应用的过程中受到了显著的显著。反渗析技术能实现苦咸水的脱盐处理，提高了淡化水资源的质量，使得水达到了饮用水的标准，且操作过程中具有较为便利的操作过程，处理的效果较好，一定程度上减少了能源的消耗。

结语
  在给水处理的过程中运用膜分离技术具有较为广泛的应用范围及高效的应用结果，膜分离技术主要通过在重金属废水的处理中、在饮用水的处理中、在工业废水有害物质的处理中及在其他处理过程中等方面实施净化污水，提高水资源的循环利用，促进水资源的可持续发展，最大程度上减少污水未处理给人们的生活及身体健康带来的影响。
  参考文献：
  [1]谢涤非.膜分离技术在水处理中的应用[J].工程建设与设计，2017，15（18）：130-131.
  [2]周瑞琦.膜分离技术在水处理中的应用研究[J].环境科学与管理，2018，43（12）：95-98.
  [3]李新冬，代武川，袁佳彬，等.纳滤膜分离技术处理饮用水研究进展[J].应用化工，2018，47（08）：217-221.

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