膜分离技术在环境工程中的应用现状及发展前景

2018-03-29李彩霞

赤峰学院学报·自然科学版 2018年5期

李彩霞

（延安大学，陕西延安 716000）

在环境工程中最为关键的组成部分就是分离处理，对此应着眼于不断地进行创新以及优化相关的技术，使其在应用中更加可靠以及高效.在环境工程中应用分离处理技术时，为了在运行的过程中使其水平得到提高就可以利用膜分离技术.

1 膜分离技术概述

AbbeNollet，诺伦特是法国科学家，在1948年发现了膜分离的现象，通过水可扩散到醇溶液中，自由地进入猪的膀胱.在现代的膜工业的发展过程中，亚铁的氰化铜膜，在1864年，这是第一片的人造膜.在1960年，出现了第一张的醋酸纤维素膜.很多的学者一直致力于分离技术的研究，就发现了在处理污水的过程中，应用最为广泛的就是膜分离技术.目前在污水、生活水以及处理中，都在应用膜分离技术.

（1）结合物理原理进行应用.在应用膜分离技术中因为具体的物理性质就是指几何形状、体积以及质量方面存在差距，对其利用膜具有的筛子性质实现了分离的效果，使其因为不同的粒径实现筛选、分离.

（2）根据化学的性质进行分离.当膜中的混合物经过时，因为速度的不同就会使其分离.对此在速度的划分上有两种方式.第一，溶解速度，就是当混合物在经过膜表面时，会根据膜性质的不同，实现进入；第二，当其进入到膜中时，就会因为速度的不同而实现扩散，这就是所谓的扩散速度.对此利用两种方式，在利用分离技术的过程中，根据化学性质的不同，就可以确定溶解速度，同时因为物质相对分子质量的不同就会决定扩散速度的不同.

2 膜分离技术在环境工程中的应用分析

2.1 微滤技术

操作压力当小于0.2MPa时，就会利用微滤技术进行分离，当在膜分离中使用中，比较广泛的就是此技术，对其可以实现0.1至10μm的颗粒的过滤.其原理就是根据筛网进行过滤，其实并没有在此和其他的技术有不同.当在饮用水的处理中，因为其并不需要更多的面积，但是相对液体来说处理效果好，比较经济.当在城市的生活水处理中澄清过滤已经被此技术进行取代，可以实现进行连续性的工作，但是会出现非常大的冲动.虽然废水的类型不同，但是应用微过滤膜分离技术可以对其进行处理.使其在水里的悬浮物含量可以得到降低，就会在使用中使其水更为澄清，达到进行二次利用.全量过滤以及死端过滤是利用了方式差异，就进行了分类.其中死端过滤常常在分离中应用最为广泛，是因为实现了产量的最大化，而且并没有很大的能耗.所以当膜中的过滤层因为时间的推移，透过的量就会降低.提高透过量的方式就是清理滤饼.

2.2 对超滤技术在环境工程中的具体应用进行分析

在环境工程中的实际应用中，除了微滤技术的使用，还可以通过利用超滤技术进行膜的分离.可以使其净化效果的最大化地实现.将其悬浮物以及颗粒机型去除.当工业在发展的过程中，此技术除了在环境工程中得到最大化的应用外，还可以在其他的行业中进行应用，如在汽车中，超滤技术将其应用在电泳涂漆废水中.对其金属离子可以得到很好的回收，而且可以得到很好地的净化，可以得到第二次的使用，将其经济效益得到最大程度的发挥.在以后的膜分离技术的发展中，还有很多重要的方面可以将其作为研究方向，而且在研究的过程中，可以利用此技术实现抗氧化的最大效果，而且耐高温也可以得到更好的发挥.

2.3 对反渗透技术在环境工程中的具体应用进行分析

当处理工业的废水时，就会应用环境工程的反渗透技术，而且在垃圾渗滤液的处理过程中应用反渗透技术实现处理.在改善饮用水水质以及污水处理的过程中，可以应用.因为当相关的人员在处理废水的过程中，会有重金属以及氨氮等，而且浓度非常高，以前会利用活性污泥的方法进行处理，但是这种方法会出现很多的劣势，如必须通过很长的时间才能处理完，而且效果没有和人们预期的一样.但是利用反渗透技术就可以克服上述问题，使其效果得到很好的体现.但是也会有一定的问题，因为浓度差，以及会出现污染问题，所以在应用的过程中，就要将其具体问题进行分析，实现改善膜材料的方法，体现技术价值.

2.4 纳滤

在环境过程中，因为需要进行分离，有些要求比较高，所以在净化的过程中就可以使用纳滤技术，而且和其他的技术相比较，其作用效果非常好.当对过滤物质进行处理时，纳滤技术就会利用压力的特点，实现非常好的效果.而且提高了过滤效果，在这个过程中就要对其压力机型设置，0.5-1.0兆帕.在过滤的实际应用过程中，因为对其离子具有很强的选择性，就可以实现对其理想离子的过滤效果，此技术可以应用在很多的地方，当遇到需要过滤的物质时就可以应用，可以对环境的保护有一定的促进作用.

2.5 液膜

对于含有特定的有机物质或者物质离子的溶液，就可以采用液膜分离技术.当在废水中，当在液体的表面，会出现液膜，其实就是乳液的颗粒，就可以实现氨以及苯胺的去除，而且达到的效果就是清除率的提高，将近98%.而且对于液膜，和其他的固膜相比较，分离效率、选择性以及传质速度更快更高.当在处理废水的过程中、冶炼以及医药化工中应用过程中液膜分离技术可以得到很好的应用.当在回收二次应用物质的过程中，使其设备得到很好的应用.而且操作简单.所以在使用的过程中，应该将重点放在液膜稳定性上，实现快速破乳.

2.6 集成膜技术

和传统的技术相比，集成膜就实现了对其传统的技术的改进，使其传统的技术可以得到更好的发挥，在膜技术的发展中，利用新型的膜技术实现了特点的发挥.而且在环境工程中利用最为广泛的是集成膜技术，如废水的处理中，就会得到更好的效果发挥，对于其有毒物质可以得到更好的清除，而且可以进行浓缩，进一步地实现净化处理，实现使用寿命的延长.

3 膜分离技术在水处理环境工程中的应用

3.1 饮用水净化膜分离技术

当对饮用水中悬浮物以及细菌等进行处理的过程中，可以得到更好的净化效果.当在净化的过程中，可以将其微滤膜以及超滤膜应用下过程中，对其微生物进行去除，如病毒、贾第虫、细菌以及隐孢子虫等，其中的胶体就可以通过表面的超滤膜进行去除，在水中的细菌得到去除.利用膜分离技术，就其他的饮用水净化技术相比较，因为没有其他试剂，所以净化的效果得到发挥.

3.2 处理工业废水

膜分离技术主要用于深度处理以及回收废水的过程中，可以通过对膜分离技术的应用，使其废水得到处理.就可以利用超滤膜，应用在石化废水中，实现油的质量浓度的降低；在对染料废水进行处理的过程中，会发现因为生物降解性差以及含盐量高，就利用表面纳滤膜实现了染料废水的含盐度的降低；当利用膜分离技术进行造纸废水处理时，可以得到很好的处理效果，而且使其相关的回收率得到提高；当对有机废水进行处理时也可以利用膜分离技术，在废水含有重金属时也得到更为广泛的应用.实现了有用物质的回收，将其水中的溶盐进行去除.总之，在其中的应用更为广泛.

3.3 海水及苦咸水淡化

为了实现淡水的获得，在处理的过程中就可以对苦咸水以及海水进行淡化，所以在膜技术的发展中，进行淡化的过程中应用可以将其目前的水资源短缺问题得到缓解，在其中的方式中，膜蒸馏、反渗透以及电渗析就是三种方法.其中利用电渗析的方式，虽然可以将其进行淡化的效果，但是使用的频率比较低，因为会在能耗上需要更多；但是利用反渗透的方式，不仅对咸淡水的处理效果较好而且成本比较低，实现了分离目的；利用膜蒸馏工艺，其实就是利用膜技术以及蒸馏的技术，因为两边的蒸汽压具有压差，就会使其料液中挥发性的组分通过蒸气透过膜孔，实现分离.

4 膜分离技术的发展前景

人们的生活水平已经随着我国的综合国力的增强越来越高，将更多的关注点放在了对身体的健康以及生活环境的重视.而且因为环境的恶化，对其环境也有了更高的要求.对此在探索的路上，对其新技术进行创新已经是一个趋势，实现高品质以及零污染的目的效果，对此利用膜分离技术就实现了效率高、耗能少而且没有污染等.在人们的生活以及生产中，因为周围环境的变化，带来更多的环境问题，对此在对废水处理的过程中就会利用膜分离技术，比如微滤、超过滤以及反渗透等分离技术，实现了分离的目的，而且实现了二次使用以及资源的再次应用，对我国的可持续发展具有促进作用.在我国利用膜分离技术虽然不是非常成熟，但是相信在未来的发展会更好.所以一方面我国要实现经济的提高，而且对其环境也要重视，一定要进行两者的协调发展.