膜技术在水处理中的应用研究

金永钢+田光辉

（浙江汉蓝环境科技有限公司 310051）

摘要：面对我国水污染严重、水资源匮乏的状况，减少水污染、提升水资源的重复利用率，成为了当前思考的课题，在不断的实践探索之中，膜技术进入了人们的视野，引发了研究者的关注，它是一种具有选择性分离功能的材料，可以较好地实现水处理和物料的分离，基于膜的这一特性，可以较好地应用于水处理领域之中，更好地减少水污染的现象，提升水资源的重复利用率。

关键词：膜技术；水处理；污染；应用

在社会经济高速增长的态势下，水资源短缺的问题极大地困扰着人们，随着新技术、新材料的不断开发应用，膜技术进入到人们的视线之中，它以自身独特的特性，可以选择性地分析废水中的有害物质，实现水处理的目的，由此可显现出膜技术在水处理领域中极其重要的应用价值。本文重点分析膜技术在水处理中的应用实践，以更好地提升水资源的重复利用率，缓解我国水资源紧缺的问题。

一、膜技术的工作原理及特点分析

膜是一种由无机材料、有机高分子材料构成的特殊薄膜，膜技术可以利用其选择性分离的特性，将有害污染物从待分离的液体中脱离出来，其工作原理与膜的自身特性密切相关，显现出与传统水处理技术的差异性特征，它是利用待分离液体中的不同物质的化学性质或物理性质的不同，而实现过滤和分离的处理方式。具体来说，由于不同物质在与膜接触的过程中，会产生不同的流速，在流速不同的状态下可以实现彼此之间的分离；还可以根据不同物质的物理性状、体积、质量等，实现相互之间的分离。

膜分離技术的应用特点，具体表现为以下几个方面：（1）能耗相对较小。膜技术通常只会产生物理变化，而不会改变物质的化学特性，这就使膜分离技术的能耗相对较少，可以较好地节约能源。（2）常温条件下应用。膜分离技术通常是在常温状态下应用，这是由于不同温度下的物质特性会存在差异，为此，要将膜技术应用置于常温状态下，可以较为有效的分离水中的有害污染物质。（3）应用范围宽泛。膜分离技术无须添加辅助剂，仅仅依赖于膜自身的特性，实现对物质的过滤和分离，在这种应用条件下，使得膜技术可以极其宽泛地应用于水处理领域之中。（4）简便易于操作。膜技术的工作原理相对简单，设备的操作也较为简便，这就极大地提升了膜技术在水处理中的应用效果。

二、膜技术在水处理中的应用

1、膜技术在给水中的应用

在城市的给水系统之中，膜技术的应用有极其实际的意义和作用。由于长期以来，城市水资源的给水问题是一大困扰，如：北京、天津地区的南水北调工程，就是为了缓解区域给水问题而实施的水利工程。发达国家则可以利用膜技术解决偏远地区的给水问题，如：美国、法国，这些国家都成功地应用反渗透净化技术，实现对水资源中的溶解性物质的过滤和分离，可以低成本、高效率地处理大量的水资源，实现城市的供给水。

2、反渗透膜技术在饮用水处理中的应用

反渗透膜技术主要是通过具有选择透过性的生物细胞膜，在渗透压的作用条件下，溶液向渗透压较高的一方流动，反渗透膜在较高的一方加入更大的压强，使溶液向浓度相对较低的一方流动，实现反渗透。在这个反渗透膜的应用原理之下，可以较好地应用于饮用水的处理，使废水中的微粒子分离，将水资源淡化，使之形成可供人类饮用的纯净水资源。由此可见，这种应用反渗透原理的水资源相较于传统的化学沉降过滤处理方法更为先进和健康，可以采用矿化的方法，确保饮用水的营养不被流失。

3、膜分离技术在污水处理中的应用

在膜分离技术的应用过程中，以膜生物反应器为主要设备，它是一种融合复合膜技术和生物净化技术的设备，可以对待分离的水资源进行一次性的处理，通过生物处理方式，极其有效地降低水中的有害污染性物质或其他杂质，将污水、废水中的有害物质降至最低，在经过膜生物反应器的膜分离技术的处理之下，可以将污水进行排泄或再利用，减少对环境的危害。由此可见，这种应用膜生物反应器的膜技术极其先进，相对于传统的生化处理污水技术而言，有更为高效的水处理效率，可以在极其快速的条件下纯净水资源，并在自动化的运作方式之下，实现对相关设备的维护。

4、膜技术在海水淡化、脱盐中的应用

在饮用水资源匮乏的状态下，海水淡化成为人们关注的焦点，通过去除海水中的无机盐，可以使海水淡化，达到提供人们饮用淡水的标准。我国目前的海水淡化过程，主要是以膜反渗透技术为主，这是一种快速、高效的对海水淡化的技术，在实践中的应用成果较为先进和成熟。

5、膜技术在纺织、造纸中的应用

膜技术也广泛应用于我国的纺织印染、造纸等行业之中，这些行业的工艺流程离不开水，在纺织印染、造纸行业的生产流程之中，必然会产生大量的工业废水，其中掺杂有大量的盐和染色物质，可以应用膜技术替代传统的过滤技术，将工业废水中的盐和染色物质去除，使纺织印染、造纸行业的排放水达到规定的标准和要求，从而达到对环境无害的效果。

6、膜技术在垃圾渗滤液浓缩中的应用

可以利用膜技术中的正渗透技术和原理，实现对垃圾渗滤液浓缩的应用。这种正渗透技术无须外在的驱动，而是通过原料液与汲取液之间的渗透压差的原理，实现对膜的自动分离。应用这种正渗透技术有一些先决条件，具体包括有：（1）汲取液提供水处理的驱动；（2）选择性的渗透膜只允许水分子透过，而其他的溶质则无法透过；（3）汲取液在稀释之后再浓缩。在这些必要条件具备的前提下，采用正渗透技术，以氯化钠为汲取液、CTA为渗透膜，可以将高浓度有机废水中的重金属离子、氮类化合物截留和分离出来，并且对膜通量影响较小。

三、膜分离技术在水处理中的应用前景分析

膜分离技术是一种先进的技术，国外发达国家的膜技术已经相当成熟，我国由最初的尝试应用到现今的广泛应用，历经了五六十年的历程，投入了较大的人力、物力和财力，使我国的膜分离技术不断先进，并成为了我国的重大科研项目课题内容。随着膜分离技术的不断普及和实践，膜技术在诸多领域得到较为广泛的应用，然而还是存在一些不足，如：应用面还不够宽泛；设备的先进性还有待提升；工艺技术成熟度不足等。为此，我国还要加大对膜技术的研究力度，要使膜技术的成本应用效率达到最高，以满足社会经济发展的需求。

四、结束语

综上所述，膜技术相较于传统的水处理技术而言，可以无须使用酸碱等原料，直接利用特殊膜材料，实现快速、高效的有害物质和杂质在水资源中的分离和截留，达到水资源的净化效果，并且，可以充分利用膜技术的应用原理，将其应用于给水处理、饮用水处理、脱盐处理、污水处理等方面，较好地缓解人类水资源紧缺的困境，促进人类社会经济的进一步发展和提升。

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