膜技术在水处理中的应用与发展

刘 洋

（秦皇岛市海港区环境保护局，河北 秦皇岛 066000）

膜技术在水处理中的应用与发展

刘 洋

（秦皇岛市海港区环境保护局，河北 秦皇岛 066000）

近年来，随着我国经济的迅速发展，其引发的环境问题受到越来越广泛的关注，尤其是水环境问题。水环境污染防治已成为当前我国重要的工作任务。由于膜技术具有高效、实用、可调、节能和精密分离等优点，它在水处理领域已得到广泛应用，前景较为广阔。本文将对膜技术在我国水处理中的应用与发展进行分析，找出膜技术存在的问题并探究其发展趋势，以便更好地开展水环境污染防治工作。

膜技术；水处理；应用；发展

在不同的发展阶段，我国水处理所应用的技术手段不尽相同。随着科学技术水平的不断提高，膜技术的出现与应用对于我国水处理技术领域有着重要的影响。膜技术与其他传统水处理技术相比，水质处理效果显著，能够大幅提升水质，更加适合水质深度处理。膜技术是我国未来发展中仍需进一步重视并深入研究的技术手段，随着膜材料和工艺的提升，其应用范围将更加广泛，在我国未来水环境治理中将起到更为重要的作用。

1 膜技术在水处理中应用的发展概况

1.1 膜技术在水处理中应用的发展背景

当前，经济建设仍是我国的中心工作，工业化、城镇化进程明显加快，这对我国水环境却造成了严重影响。水环境污染防治成为我国重要的工作任务，对于人民生活与生产活动意义重大。水处理是水环境污染防治的一项重要内容，其应用的处理技术对于水质改善具有直接的影响，以往的水处理技术还较为传统，不能保证处理后水质显著改善。近些年，随着我国经济实力的逐渐提高，国家在水处理新技术领域中的投入逐年增加，这使得水处理技术得以发展与革新。而膜技术作为水处理应用领域中的一种新型处理技术，它与以往传统技术相比具有新型高效、精密分离等优点，膜技术的应用与发展使我国水处理水平有了大幅提高，对于国家社会经济发展及生态环境改善具有积极意义。

1.2 膜技术在水处理应用中的发展现状

现阶段，膜技术在水处理中的应用正在进行完善，膜技术还存在一些有待进一步完善的方面，在水处理领域有待进一步推广和应用。膜技术主要是利用先进的膜生产技术所生产的高效半透性膜来进行水处理的技术手段，根据膜孔的大小、通过物理作用及生化反应等来过滤不同类型的物质，以达到水处理的目的。膜技术在水处理中的应用较多，能够去除微生物、隔离小微型杂质以及具有排斥作用等，这些作用使得膜技术在水处理中得以广泛应用，它是我国水处理技术发展的阶段性成果。

1.3 重视膜技术在水处理中应用的必要性

随着我国整体环境状况的恶化，水环境质量明显下降，当前水质污染情况较为严重，要想保证人们饮水安全、健康，就要重视水处理技术工作。而膜技术能够大幅提升水质，具有精密分离、环保节能、二次污染风险小等特性，所以在未来水处理中重视膜技术的应用与发展十分必要。必须不断完善膜技术，使其能够更为有效地应用于水处理中，最大程度地改善水质量，使水质状况更加安全和健康。

2 膜技术在水处理中的主要作用

2.1 膜对微小型杂质的过滤作用

在水处理过程中，膜技术的主要作用体现在对微小型杂质的过滤上，根据膜的微细孔穴孔径大小不同，通过物理作用或生化反应，它能够有效除去水中的不同细小杂质。水中存在数量最多的是小型及微型杂质，这些杂质的存在是导致水质较差的深层原因。所以，对于小微型杂质的处理，目前较为有效的方法就是利用膜技术来进行去除，利用膜技术精密分离的特性将小微型杂质滤出，使水分子得以通过膜，达到除去小微型杂质的目的。

2.2 膜对微生物的去除

水中存在一定数量与种类的微生物，且大多数是不利于人体健康的有害微生物，所以在水处理中应尽量去除。微生物也有一定的大小，所以想要使其在水处理中有效去除，必须应用膜技术。未处理的水通过膜，能够将大于孔径的微生物留在膜外，从而起到去除微生物的作用[1]。以往的水处理技术在进行微生物去除的环节较为复杂、繁琐，稍有操作不当，容易造成水质二次污染。而膜技术的出现与应用不仅使微生物去除更加简便，还能显著提高处理效果，最大程度上减少微生物的总量，使处理过程更加高效、可靠。

2.3 膜的排斥作用

膜的排斥作用也是膜技术在水处理中起到重要的影响，对生物胶质的去除效果较好。pH值对于膜的排斥作用十分重要，一般情况下pH值升高，生物胶质中的乳胶颗粒将减少抑制反应，这有利于其吸附在膜上，从而较好地发挥去除生物胶质的作用。pH值的改变对于膜表面电荷层的形成起到促进作用，适当合理调整pH值将保证膜表面电荷层的稳定性。电荷的作用就是对细微颗粒进行吸引或排斥，想要改变吸引排斥作用就要控制pH值的变化。通常情况下，排斥力取决于膜的负载，负载越多排斥力越弱。

3 膜工艺的发展研究

3.1 全膜法工艺

在膜工艺的发展过程中，膜被应用于很多方面，其广泛性决定了较好的发展前景。其中，全膜工艺是较为普遍的一种，它是指利用全膜法来进行水处理，使用微滤、超滤、反渗透等具体方法，来除去各种水中污染物。在这个过程中，膜发挥着将污染物与水分离的重要作用，所以膜的性能对于水处理效果有直接影响作用[2]。全膜法工艺具有较多的优点，包括工艺技术先进、处理效果显著、出水质量高、无再生污水排除等，所以在现阶段我国水处理中发挥着重要的作用。全膜法工艺符合我国绿色环保的要求，对于我国未来生态环境好转具有重要的意义。

3.2 膜生物反应器

膜生物反应器也是膜工艺中的一项重要内容，在我国水处理技术发展过程中发挥着重要作用。膜生物反应器就是将膜作为重要的载体，使一些能够分解水中污染物的微生物生存，在水通过的过程中，这些微生物会将水中的污染物进行分解，进而达到水质提高的要求。膜生物反应器是我国水处理科学技术发展的重要标志，这种新型工艺对于污水处理意义重大，在节省物质资源以及空间资源的基础上，极大地增强水处理效果，使我国水处理技术水平大幅提高。

3.3 微滤组合工艺

在膜工艺中的微滤组合工艺中，最为重要的就是将各种过滤技术进行合理的组合，使组合后的工艺对于水处理发挥更大的作用。针对不同的水处理要求以及水污染程度，要合理、有效地选择过滤技术，将不同过滤技术的优点进行结合，强化分离效果。微滤组合工艺还能够有效降低膜污染，多种工艺的结合将达到同时分离多种水中污染物的效果，所以不会使某种污染物因无法及时去除而引发膜污染。

4 膜技术在水处理中存在的主要问题

4.1 膜污染情况严重

目前，膜技术在我国水处理中的应用还需进一步完善，其中存在的一些问题可能会影响水处理效果。膜污染情况严重就是其中一项主要问题，膜污染主要是由膜的材料材质以及使用时间造成的，在进行膜技术水处理的过程中，水中一些污染物不能在清理过程中彻底与膜分离，污染物在膜上积累得越来越多，最终使膜失去作用。膜污染对于水处理造成十分不利的影响，使经过处理后的出水质量达不到相应的标准，同时还会降低膜的使用寿命，增加水处理的经济成本。

4.2 膜材料制造工艺水平较为落后

现阶段，我国在膜技术水处理过程中，所采用的膜有多种材料和工艺，不同材料和工艺生产的膜在性能与效果上有着较大的差异。要提高膜技术水处理的性能，首先要提高膜材料及膜工艺的制造水平。目前，我国膜材料及膜工艺制造水平较为落后，所制造的膜在性能上不能达到国际先进标准，所以在水处理过程中不能较好地发挥出精密隔离的效果。膜材料及膜工艺制造水平与其他发达国家相比还存在一定的差距，想要提高我国未来膜技术水处理应用的竞争力，重视提升膜材料制造工艺十分必要。

4.3 膜适应性稳定性有待加强

目前，我国在膜技术水处理过程中应用多种膜，其适应性及稳定性有待进一步加强，在不同环境条件下同一种膜所发挥的效果变化明显。在进行水处理的过程中，水中含有的污染物会随周围环境的改变而变化，造成适应性不好的膜不能在不同环境条件下正常发挥作用，导致水、污分离效果不佳，不能满足处理要求。所以，膜的稳定性研究是我国膜技术产业未来应重点发展的内容，只有加强膜的稳定性才能使膜更好地适应不同的环境，从而达到更广泛应用的目标。

5 膜技术在水处理中的发展趋势

5.1 提高膜性能

在膜技术的完善过程中，提高膜性能是其中最为基本的发展目标。目前，在水处理中，我国膜技术所应用的膜性能较差，不能有效发挥其分离的作用。所以，在未来的发展中，要重视膜生产技术与新型科学技术的结合，将膜的结构进行合理改进，增强膜性能，保证其在不同环境中都能发挥较为显著的分离作用。

5.2 重视膜材料制造工艺

膜材料制造工艺也是我国膜技术未来发展的重要内容，在我国现有的膜材料制造工艺基础上，探索高质量的膜材料制造方法，将我国膜材料制造工艺进行合理改革，使我国生产的膜材料质量以及稳定性得到显著提升。

5.3 提高膜技术的应用水平

在膜技术的发展过程中，提高膜技术的应用水平也是我国未来发展的目标。提高膜技术的应用水平就是要不断改进膜技术，使膜技术在水处理中的应用更加深入，从而提高我国水处理水平。

6 结语

水处理技术的应用与发展是我国水环境污染防治的一项重要内容，要使我国未来水环境状况更好改善，需要进一步提升我国水处理技术水平并进行大规模的推广和应用。作为一种新型、高效的水处理技术，膜技术的应用与发展应得到国家的高度重视。虽然目前膜技术及膜工艺还存在一些问题，但是通过有关机构攻坚克难、不断努力，该技术终将逐渐完善，从而更好地应用到水处理的各个领域，为我国水环境的改善发挥重要作用。

1 王 慈，余 江，苏子艺，等.高效复合纳米薄膜材料在水处理中的应用[J].深圳大学学报（理工版），2015，32（3）：239-244.

2 刘京强，崔巍巍，刘立柱，等.两亲性共聚物P(MMA-co-AMPS)对聚偏氟乙烯超滤膜性能的影响[J].高分子材料科学与工程，2016，32（2）：7-12.

Application and Development of Membrane Technology in Water Treatment

Liu Yang
(Qinhuangdao Harbor District Environmental Protection Bureau, Qinhuangdao 066000, China)

In recent years, with the rapid development of China's economy, the environmental problems caused by it have been paid more and more attention. Prevention and control of water pollution has become an important task in china.Membrane technology has been widely used in the field of water treatment because of its advantages of high efficiency,practicality, energy saving, high precision and so on. In this paper, the application and development of membrane technology in water treatment in China are analyzed, and the problems existing in the membrane technology are found out,so as to better carry out the work of water pollution prevention and control.

membrane technology; water treatment; application; development

TQ085.4

A

1008-9500(2017)05-0025-03

2017-03-17

刘洋（1980-），男，河北秦皇岛人，工程师，从事环保工作。