膜分离技术在环境工程中的应用

于雪峰

摘要：膜分离技术是指在流体中的物质在通过膜时的速率不同，进而对各种物质的渗透作用也不同，在外力的推动下实现物质的分级、分类。膜分离技术不仅是一门新兴的高科技技术，其在对环境的保护和治理中都能起到很大的作用，本文就膜分离技术进行相关的介绍，并探究其在环境工程中的各种用途。关键词：膜分离；环境工程；污染

环境的保护和治理是近几年来一直受到社会各界人士关注的话题。众所周知，我国的雾霾现象非常严重，对我国的大气和其他环境产生了严重的危害。不仅是我国，全世界对环境的污染和防治采取了高度的重视。膜分离技术作为一种新兴的高科技技术，其在环境工程中具有污染小、能耗低、操作简单等优点，在食品、药品、环境、能源开采等方面都有广泛的运用。本文就膜分离技术对环境工程中起到的作用进行探究，对膜分离技术在环境中的保护与污染的治理进行相关阐述。

一、膜分离技术的基本内容

1.1.膜分离技术的基本原理

膜分离技术中的“膜”是指选择性透过膜，动物细胞中的一部分细胞膜都是选择性透过膜。在动物细胞中，由于细胞内外的液体浓度差造成细胞膜两侧之间形成的渗透压，而相对分子质量不同的物质在选择性透过膜时的速率不同，速率相近的物质就会聚集在一起，进而对物质起到了提纯和分离的作用。由膜分离技术提纯净化的饮用水质量可以直接影响到人体健康，在工业废水、城市污水等方面的治理也起到关键性的作用。膜分离技术的适应性相当强，可以根据自身的属性等其他的因素采用不同的分离技术，对于各行业发展都有突出的贡献。国内外专家对于膜分离技术的评价普遍很高，认为其为二十一世纪最具发展潜力的技術之一，部分专家甚至认为膜分离技术的发展是“历史上的第二次工业革命”。

1.2.膜分离技术的特点

膜分离技术在很多领域都具有广泛的用途。相较于传统的分离技术，膜分离技术由于不会让相关物质产生化学性质的变化，换句话说，分离物质不会由于膜分离技术而产生自身属性的变化，因此膜分离技术在各个领域都具有非常强的适应性。其次，由于膜分离技术不会改变物质的属性，所以其造成的能源消耗较低，这是很多国家看重膜分离技术发展的一个重要原因。膜分离技术所需的技术设备相当简单，在对其技术设备进行检修更换时会更简便且维修成本更低。另一方面，膜分离技术原理简单，不涉及物质自身属性的改变，属于简单的物理反应。在对水进行加工处理时，其产出的水质要高于其他方式产出的水质，且由于其不会改变水分子之间的结构，其分离出来的纯净水稳定性较高，具有较长的保存期。在对水污染进行治理时，分离技术的不同会将污水内的各种物质都提纯出来进行处理。

二、膜分离技术对环境工程的作用

膜分离技术根据实际情况的不同会采取不同的分离方式，针对相关物质的相对分子质量和自身属性等其他因素，会采用微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等分离技术。其在物质的提纯净化、污染治理等方面都起到相当重要的作用，是预治环境污染的重要先进技术。下面两个例子是膜分离技术在环境工程中起到作用的实例：

2.1.膜分离技术对水的净化作用

膜分离技术在对生活用水的净化、对工业用水的处理、对城市废水污水之间的治理方面具有重要作用。众所周知，饮用水的质量会直接影响到我们的身体健康，饮用水在进行净化提纯之前通常含有大量的细菌、微生物、悬浮物等其他对人体有害的物质。膜分离技术在对饮用水进行过滤的过程中，能杀死饮用水中含有的细菌和病毒，而起反渗透操作可以做到几乎去除饮用水内的所有杂质和微生物。目前膜分离技术已经成为海水淡化工程中的一项重要核心技术。膜分离技术对于工业用水和城市废水的处理原理基本相同，由于工业用水和废水的金属元素浓度较高，反渗透膜作为分解分子质量较大的物质具有较强的功能，常被用于处理重金属浓度较高的工业废水。在经过反渗透膜处理的工业废水中，其金属元素浓度都能达到标准废水排放水平，并且能让浓缩液得到进一步的处理，进行回收，另外，纳滤膜在进行重金属废水处理时，可以使废水中的90%转化为纯净水，对工业废水中的重金属元素能进行95%以上的去除。

2.2.膜分离技术对染料工业的作用

我国是世上著名的染料生产大国，每年的染料生产量达到数十万吨，在固体染料的生产过程中常常有着很低的效率。染料在溶液中的分离存在较为严重的问题，染料的分离一般通过盐析和压滤等技术进行操作，而盐析过程中会使得其生产出来的盐分降低溶液中染料的纯度，另一方面盐析生成的盐分会降低染料的着色效果，且耗时长，功耗大，在染料工业生产之后形成的废水会对环境造成严重的污染。膜分离技术在染料工业中的应用能够有效的解决染料工业的工作效率，并能解决传统工染料生产作业方式造成的环境污染问题。膜分离技术能够代替传统的染料生产技术，一般采用纳滤膜分离技术代替原有的盐析、压滤工艺。在用纳滤膜分离技术进行染料生产工业中，由于纳滤膜自身具有的微孔结构，溶液中的物质在纳滤膜进行穿透和扩散的过程中会受到纳滤膜自身所带电荷的电力作用。对于相对分子质量较大的多价盐和部分有机物有较强的拦截作用，纳滤膜分离技术在染料生产中的工艺简单、效率高，且对染料工业造成的污染能进行有效的解决。在提高染料质量和提高厂家的经济效益的同时，减少了染料废水对环境的污染。

结束语：膜分离技术作为一项新兴的技术，在与人类休戚相关的众多领域都具有广泛的利用价值。目前膜分离技术对于环境工程的作用还处于初级阶段，但其已经起到了良好的效果。随着人们对大气污染、水污染等环境问题的越来越重视，膜分离技术必将更加引起人们的关注，膜分离技术在环境保护方面的应用还存在很大的潜力，具备良好的发展前景。

参考文献

[1]季敬福.膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].装饰装修天地，2016（04）

[2]方明.膜分离技术的应用与进展探讨[J].中国高新科技企业，2016（06）