膜分离技术在水处理环境工程中的应用探讨

2020-12-19谢琳

皮革制作与环保科技 2020年5期

关键词：膜分离工业废水反渗透

谢琳

（临沂市生态环境局临沭县分局 276700）

0 引言

膜分离技术是在20 世纪初产生的一类新型技术，随着工业技术的不断发展，在水处理环境工作中大量应用，可以对各类有害物质进行分离。膜分离技术在污水和工业废水的处理中效果非常好，从而实现污水的循环利用。

1 膜分离技术的原理

膜分离技术是采用膜分离的方式对不同的物质进行离析，结合物质的物理性质，将混合物进行分离，对混合物进行筛选，从而将液体中的分子有效地分离出来。膜分离技术具有很好的通透性特征，在混合物的分离环节中得到广泛应用，尤其是在污水和工业用水的处理中效果非常好。膜分离技术近年来发展非常快，与传统的分离技术比较而言，膜分离技术的净化效果非常可观，而且实现了多样化的功能，操作非常便捷，不会产生其他的污染。

2 膜分离技术的分类

2.1 超滤法

在膜分离技术应用环节中，超滤法得到了广泛的应用，可以将污水中的各类杂质有效的清除。超滤法分离技术主要结合压力作为主要的动力，将不同分子质量的物质进行分类。这种方法操作非常便捷，而且不会产生很大的能耗，效率可以得到保障，在大颗粒物质的分离中得到广泛应用。

2.2 微滤法

微滤法也叫做静态过滤，是采用分子分离的方式，通过压力作为动力源，将水中的杂质进行分离。这种分离技术主要在工业废水的分离中得到广泛的应用，可以分离比较小的物质颗粒和细菌等，分离的效率非常高，分离速度快。

2.3 纳滤法

纳滤法是在20 世纪80 年代后期发展的一类膜分离技术，可以将小颗粒进行分离，在较低的压力下就能将污水中的有害物质进行分离，还能对有害物质进行软化，在纳米分离技术应用的基础上，提升了污水分离的效率。

2.4 反渗透

反渗透同样是当前膜分离技术在水处理环境工程中常见的一种技术，反渗透主要是利用反渗透膜本身所具有的选择性，通常情况下通过反渗透膜的溶剂可以截留离子物质的性质，而膜两侧本身会具有一定的压力差作为推动力，克服溶剂的渗透压，进而让溶剂通过反渗透膜实现对液体混合物的分离，或者是对液体混合物的纯化处理。反渗透技术与超滤、纳滤一样，其本身的原理属于压力驱动膜。压力驱动型膜分离技术在通常情况下利用反渗透进行操作，操作的压差在1.5—10.5mpa。反渗透可以留下的小分子物质则是在（1～10）×10-10 m左右，反渗透可以直接通从液体中的混合物去除悬浮物以及胶体、溶解物等一系列的内容，进而将水从水溶液中分离出来，以此达到对液体分离、纯化等不同的目的。

3 膜分离技术的特点

3.1 分离效果

膜分离技术可以将废水中的有害物质进行高效的分离，结合沉淀和凝结等方式，物质的分离可以达到纳米级别的精度，而且不会产生太多的能耗。与传统的蒸馏分离方式不同，在有害物质分离的环节中物质的性质不会发生任何的变化，也不需要有效的控制外界环境，对温度与湿度要求不高。在水处理环境工程中对废水进行处理尤为重要，它可以提高水质的质量。在多数情况下，对废水处理中可以选用的膜分离技术较多，其中大多数都是利用沉淀、挤压将废水中所蕴含的有毒、有害物质细菌等一系列内容分离出来，实现对废水的直接净化，达到良好的分离效果，同时也可以减少对水资源的浪费。在传统的水处理过程中，普遍选择的方式为蒸馏分离法，但是蒸馏分离法对于周边的环境要求较高，一旦环境不符合蒸馏分离法处理的要求，就会导致废水的处理状态较差，甚至由于在蒸馏的过程中高温会对水中废水中的有机物产生一定的改变，破坏原本的水结构，不仅会导致废水的处理效果较差，对于处理工作以及处理的质量而言同样会带来一定的负面影响。通过膜分离技术则可以改变这一系列问题，膜分离技术本身对于外部环境没有过多的要求，即便是在常温情况下，通过膜分离技术也可以将水中的杂质及时的进行分离。在膜分离技术使用过程中，其对于环境的要求相对小，并且可以实现自动化的膜分离处理，提高了工作的质量以及工作效率，也减少了在水处理过程中存在的误差。

3.2 操作方式

膜分离技术的操作方式非常便捷，在分离的环节中在常规环境下就可以完成所有分子的分离，而且设备比较简单。在常温的情况下采用膜分离技术可以对各类水资源的有害物质进行提取，也不会对设备产生任何损伤，不需要专业技术人员就可以进行完整的操作，降低了设备的使用成本和人力资源的消耗。膜分离技术具有很强的稳定性，操作便捷，在废水处理的环节中可以使废水非常的洁净。膜分离技术相比于其他的技术在处理水时操作更加方便，并且具有非常强的适用性，对于环境的要求较低，由于在使用膜分离技术时，其相应的设备设施已经逐步走向完善，只要利用相应的设备就可以实现自动化的膜分离操作，对于工作人员而言，降低了工作压力以及工作的负担，减少了工作误差。通过设备的使用可以防止由于人为操作存在的问题而导致的废水处理效果不佳等一系列问题，在多数情况下使用膜分离技术进行水处理时，都是在室内进行水处理，并不会对实验设备造成过分的磨损。要求工作人员定期检查所有的实验设备名，了解实验设备的使用质量，分析实验设备在使用时是否存在一系列的故障，是否需要进行保养等内容。进行膜分离时还需要对膜分离技术进行不断的完善以及改进，确保整个过程可以得到优化，除此之外，也能够通过膜分离技术让水质让分离后的水质更加干净，水本身不会受到有机物带来的有毒、有害等一系列影响。

3.3 无化学变化

膜分离技术的操作原理非常简单，只需要添入少量的化学剂就可以实现有害物质的自动化分离，分离效率非常高，而且成本低廉，不会对外界环境产生任何的污染。膜分离技术不仅仅可以应用在水处理中，由于膜分离技术是借助分离膜核心技术，在该技术出现在20 世纪，在20 世纪60 年代起，则迅速的崛起，成为当前水处理中常见并且使用效果较好的技术之一。膜分离技术和其他技术不同，其兼具了纯化、分离、浓缩，同时还具有精制的作用。膜分离技术是高效的、节能的、环保的，分子级过滤技术在过滤操作的过程中操作过程相对于简单，比起其他的技术而言更加易于控制，能够在短时间内实现良好的分离提纯以及浓缩等不同的目标。膜分离技术主要是借助半透明的分离形式，膜分离技术通常情况下可以在常温下保证分离物所具有的特性不会出现改变，防止由于环境而对分离物本身的性质进行改变，导致分离的效果不佳。在利用膜分离技术后，分离后的色香味型都可以基本保持原样，当前不仅应用在水处理中，也可以用在化工、食品、环境处理等各个不同的领域，正是因为膜分离技术所具有的独特特性，也让膜分离技术的使用空间、使用领域更加广泛。在生物、医药、化工以及能源上都有着积极的影响，对于我国社会发展而言同样带来了巨大的影响，这也是当前膜分离技术中的重点，需要合理的利用膜分离技术更好地处理水资源，提高水资源的处理效果。

4 膜分离技术在水处理环境工程中的应用

4.1 工业废水的处理

膜分离技术在工业废水的处理中应用非常多，将膜分离技术在工业废水中加以合理的应用，可以发挥很好的价值。工业废水具有很强的排放领域，水中含有的有害物质也存在很大的差异，化学性质不同，浓度也存在差异，因此在工业废水的处理环节中，应该对水中的有害物质进行分析，将水中有用的物质进行二次利用。在膜分离技术应用环节中，要先对工业废水进行试验与检测，将工业废水的有害物质类型确定，选择合适的膜分离技术，才能有针对性地提升工业废水处理的实效性。

4.2 膜分离技术在饮用水处理中的应用

饮用水污染对人们的身体健康产生很大的影响，因此在饮用水处理环节中也可以充分结合膜分离技术，从而确保饮用水处于洁净的状态下。饮用水膜分离技术应用环节中，主要采用超滤和微滤的方式，将饮用水中的有害物质和微生物进行提取，从而提升饮用水的清洁度。

4.3 膜分离技术在海水淡化中的应用

在海水淡化中也可以充分结合膜分离技术，海水淡化环节中可以采用电渗透和反渗透技术，从而可以确保海水起到良好的淡化效果。在电渗透分离技术应用环节中，可以直接将盐度非常高的海水进行淡化，确保人类可以饮用。在电渗透分离技术应用环节中，应该结合相关的技术，在蒸馏技术应用的基础上，结合电渗透技术，从而有效地防止海水淡化中产生各类污染。这些技术使用的设备非常简单，操作也非常便捷，还具有一定的节能环保效果，膜可以使用很多次。在海水淡化处理环节中，将反渗透分离技术和电渗透技术融合使用，可以提升海水淡化的效率。

4.4 苦咸水处理

通过对我国水资源的现状分析，水资源处于一种紧缺的状态，水资源中原生的劣质水分布面积相对较广，特别是在我国的西北内陆干旱地区，其分布了大量的苦咸水。苦咸水其特点是水中的含盐量以及含氟量较高，无法达到国家饮用水的标准。对苦盐水进行分析，其多项指标均不符合我国国家饮用水，苦咸水的口感相对苦涩，不能长期饮用，同时也难以应用在其他方面。如果长期使用苦盐水，不仅仅会导致人体的肠胃功能出现紊乱，也会导致免疫力逐步下降，对人体的身心健康带来了负面影响。由此可见，在水处理的过程中，提高苦水、咸水的处理效果尤为重要，在处理苦咸水时可以选择反渗透分离技术或者是电渗析离子交换技术。反渗透法处理苦咸水主要是利用反渗透法本身所具有的推动力、压力差，在常温情况下可以操作，其设备操作相对简单，并且不会发生化学变化，通过反渗透的膜分离技术可以筛选苦咸水中的一系列分子，并且反渗透技术所需要消耗的能量较低，再苦咸水处理过程中，反渗透技术不仅可以除去水中各种离子，同时也可以脱去比离子较大的微粒，使用效果更好。