文/侯東濤，身份證號(hào)：411022198001187236

膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景

文/侯東濤，身份證號(hào)：411022198001187236

膜分離技術(shù)是一門(mén)新興的多學(xué)科交叉的高新技術(shù)，具有高效、節(jié)能、過(guò)程簡(jiǎn)單、易于自動(dòng)化控制等特性，其核心部分就是膜元件。本文對(duì)膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景進(jìn)行了分析。

膜分離技術(shù)；環(huán)境工程；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展前景

1 簡(jiǎn)述膜分離技術(shù)

1.1 膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比較

膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比較，使用膜分離技術(shù)就避免了向陳舊的分離技術(shù)那樣需要適用助劑來(lái)幫助分離，這就節(jié)約了很大的成本費(fèi)用，間接的提高了經(jīng)濟(jì)效益，該項(xiàng)分離技術(shù)利用各種混合物質(zhì)具備不同的物理特征進(jìn)而來(lái)對(duì)其進(jìn)行分離，還可以利用混合物質(zhì)通過(guò)膜速度的快慢來(lái)對(duì)其進(jìn)行分離；膜分離技術(shù)是目前該領(lǐng)域當(dāng)中最先進(jìn)的技術(shù)，能夠適應(yīng)多種不同機(jī)理種類(lèi)的膜分離過(guò)程的需求；膜分離的全過(guò)程能夠在日常溫度環(huán)境下就可以進(jìn)行實(shí)施，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象，低能耗好效率，在分離的全過(guò)程當(dāng)中不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何的污染，操作程序和工藝都較為簡(jiǎn)單易行等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，和陳舊的分離技術(shù)對(duì)比來(lái)說(shuō)更加的適用于熱敏性物質(zhì)的分離方面，該項(xiàng)技術(shù)獨(dú)有的技術(shù)性能在眾多行業(yè)和領(lǐng)域都得到了普遍的運(yùn)用。

1.2 膜分離技術(shù)和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系

膜分離技術(shù)將外部能量與化學(xué)差來(lái)當(dāng)做主要的動(dòng)力來(lái)源，并且結(jié)合成為合成膜或天然膜，進(jìn)而對(duì)多組分與雙組分的溶劑進(jìn)行分離；膜分離技術(shù)還能夠?qū)⑽镔|(zhì)的等級(jí)進(jìn)行區(qū)別和對(duì)物質(zhì)進(jìn)行收集與提純；膜分離技術(shù)利用多個(gè)技術(shù)程序來(lái)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行有效的分析和提取，能夠針對(duì)性的對(duì)固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)當(dāng)中的廢物進(jìn)行分離處理，進(jìn)而使廢物能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定后再進(jìn)行排放，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)回收提取的物質(zhì)進(jìn)行二次利用，進(jìn)而這對(duì)環(huán)境保護(hù)有著重要的意義和作用。

2 膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

2.1 微濾技術(shù)

在膜分離技術(shù)中較為常見(jiàn)的一項(xiàng)技術(shù)即微濾技術(shù)，該技術(shù)在操作壓力小于0.2MPa的情況下便能夠?qū)?.1-10μm的物質(zhì)或顆粒過(guò)濾掉。該技術(shù)和其它過(guò)濾工藝原理大致相同，均屬于篩網(wǎng)過(guò)濾的范疇。其對(duì)液體具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，且占地面積較小，是一種經(jīng)濟(jì)性的微過(guò)濾方式，所以常常被用來(lái)處理飲用水。不僅如此該項(xiàng)技術(shù)還能替代城規(guī)的澄清過(guò)濾以及二沉池，就算出現(xiàn)較大的水質(zhì)波動(dòng)，利用微濾技術(shù)也可以連續(xù)處理。不僅如此，微濾技術(shù)還適用于各類(lèi)廢水的處理，從而大幅降低水中的渾濁度與懸浮物，以便于達(dá)到重復(fù)利用的目的。通常情況下，根據(jù)過(guò)濾方式的不同，可將該項(xiàng)技術(shù)分為死端過(guò)濾以及全量過(guò)濾兩種。而第一種方式具有能耗低、產(chǎn)量高的特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用，然而，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)濾，其中的濾餅層會(huì)逐漸使溶液的透過(guò)量下降。所以，當(dāng)前對(duì)微濾過(guò)濾技術(shù)的研究重點(diǎn)在于如何有效將濾餅清理干凈從而提高溶液的透過(guò)量。

2.2 超濾技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)的原理與篩選原理相似，通過(guò)篩選出廢水中的大分子物質(zhì)、膠體、固體顆粒物以及懸浮物等以達(dá)到凈化水體的目的。當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)主要運(yùn)用于汽車(chē)工業(yè)以及電氣工業(yè)中的電泳漆廢水處理當(dāng)中。超濾膜屬于壓力驅(qū)動(dòng)膜，在對(duì)電泳漆廢水處理時(shí)，將其中的金屬離子雜質(zhì)進(jìn)行有效篩選，從而實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。但是在利用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，超濾膜的通過(guò)量會(huì)逐漸下降，情況嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致膜污染以及濃差極化的情況。不僅如此，通常需要開(kāi)展較為復(fù)雜的預(yù)處理方能有效利用超濾技術(shù)，并且其成本費(fèi)用高昂，所以在推廣與應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到一定制約。

2.3 反滲透技術(shù)

反滲透技術(shù)的脫除率極高，絕大部分的溶質(zhì)都能夠通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)脫除，以有效提升反滲透水質(zhì)的質(zhì)量。當(dāng)前，在除鹽處理中方法適用該項(xiàng)技術(shù)，在工業(yè)用水、垃圾滲濾液、城市污水以及飲用水工業(yè)的水處理中也廣泛使用該項(xiàng)技術(shù)。其中，在垃圾滲透液中反滲透技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展。因?yàn)槔鴿B透液中含有高堿度、重金屬、高濃度的有機(jī)物及氨氮等成分，具有較強(qiáng)的腐蝕性，如果采用普通的活性污泥法則難以將垃圾滲透液中的氨氮產(chǎn)生的毒副作用去除，但是采用該項(xiàng)技術(shù)則能夠有效彌補(bǔ)普通方法中缺陷。然而反滲透技術(shù)存在一定程度的濃差極化以及膜污染等，使得其應(yīng)用范圍受限。

2.4 納濾技術(shù)

納濾技術(shù)是一種介于反滲透與超濾之間的新型膜分離技術(shù)，其屬于一種壓力驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，該項(xiàng)技術(shù)具有強(qiáng)大的選擇離子的能力，能夠清除水體中超95%的二價(jià)離子。不僅如此，納濾在清除一價(jià)離子上也呈現(xiàn)出強(qiáng)大的功能，通常能將45%－85%的一價(jià)離子清除。當(dāng)前在對(duì)河水、地下水等廢水處理中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)獲得了顯著的成效，可以在很大程度上將硝酸鹽、低分子有機(jī)物以及農(nóng)藥等多種含在河水與地下水在中的有害物質(zhì)清楚。而且，相較于反滲透技術(shù)來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)技術(shù)的操作費(fèi)用以及投資費(fèi)用都有所降低，使得整體處理成本得以下降。然而，因?yàn)樵擁?xiàng)技術(shù)對(duì)于水質(zhì)有著較高要求，因此必須開(kāi)展復(fù)雜的預(yù)處理工作，并容易產(chǎn)生污染，所以在實(shí)際應(yīng)用與推廣過(guò)程中也受到了一定程度的限制。

3 膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的發(fā)展前景

未來(lái)我國(guó)膜技術(shù)的發(fā)展方向主要是圍繞國(guó)家重大需求，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與原創(chuàng)技術(shù)的研究。開(kāi)發(fā)新型膜材料，提升膜的性能，制定一套完整的有關(guān)膜的標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范膜市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向。針對(duì)市場(chǎng)需求開(kāi)發(fā)出應(yīng)用于特殊工業(yè)的新型膜，如反滲透用作水深度處理的核心技術(shù)，反滲透膜應(yīng)用多元化；膜生物反應(yīng)器技術(shù)成為廢水資源化的重要手段；低成本應(yīng)用高溫?zé)煔獬龎m的陶瓷膜；高選擇性的氣體分離；新型MOF膜和用于高酸性、堿性等苛刻性環(huán)境下的分離膜等。

4 結(jié)語(yǔ)

在環(huán)境工程領(lǐng)域當(dāng)中對(duì)于膜分離技術(shù)的運(yùn)用及研究還處在初期階段就取得了良好的成效，隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)工程重視程度的不斷加大，膜分離技術(shù)也一定會(huì)在環(huán)境工程中得到廣泛的利用和發(fā)展，膜分離技術(shù)在水資源處理，大氣環(huán)境治理等多個(gè)方面都有著巨大的利用潛力，具有非常廣闊發(fā)展前景。

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