李其亮

（沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司，遼寧 沈陽 110869）

隨著我國工業(yè)水平的不斷提升，我國的環(huán)境污染問題也凸顯出來，水污染、大氣污染等事件頻發(fā)，環(huán)境污染問題開始受到越來越多人的關(guān)注。針對目前存在的環(huán)境污染問題，急需創(chuàng)新性的新技術(shù)開展起來有效防治環(huán)境污染。目前，膜分離技術(shù)作為一項(xiàng)較為先進(jìn)的技術(shù)，在環(huán)境工程中用于環(huán)境污染問題的處理和防治效果良好，受到越來越多的青睞[1]。

1 膜分離技術(shù)

1.1 膜分離技術(shù)的原理、特點(diǎn)及與傳統(tǒng)分離技術(shù)的比較

膜分離技術(shù)是指根據(jù)膜自身作為一種起過濾作用的介質(zhì)，因其具有獨(dú)特的性能，當(dāng)溶液與膜接觸時(shí)，在以膜兩側(cè)壓力差作為推動力的作用下，利用各種組分在膜中傳質(zhì)的選擇性的差異，使一些物質(zhì)透過膜，而另外一些物質(zhì)則被選擇性地?cái)r截，從而達(dá)到使溶液中的不同組分被分離、提純和富集的一種技術(shù)，和傳統(tǒng)的分離技術(shù)相比脫離了助劑的協(xié)助分離，從而節(jié)約了成本，提高了效益。此外，膜分離技術(shù)還具有分離效率高、能耗低、沒有二次污染、設(shè)備比較簡單，操作方便等特點(diǎn)使其和傳統(tǒng)分離技術(shù)對比更加適用于熱敏性物質(zhì)的分離，同時(shí)在污染防治過程中也發(fā)揮著重要的作用[2]。

1.2 膜分離技術(shù)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系

膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境工程各個(gè)領(lǐng)域，與環(huán)境保護(hù)關(guān)系十分密切，它通過外部能量與化學(xué)差作為動力，結(jié)合合成膜對多組分或雙組分溶劑進(jìn)行有效分離，同時(shí)不但能區(qū)別不同等級的物質(zhì)而且還能夠利用多種技術(shù)方法對物質(zhì)進(jìn)行分析、收集和提取，此外膜分離技術(shù)對環(huán)境保護(hù)有著極其重要的意義和作用，環(huán)境保護(hù)法明確規(guī)定要有效處理日常生活、生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體、液體、氣體廢棄物，減少他們向環(huán)境的排放量，同時(shí)通過一定的技術(shù)方法回收有用的物質(zhì)，達(dá)到無害、減量、資源三化的目的，而膜分離技術(shù)它可以針對性的對這些固態(tài)廢棄物、液態(tài)廢棄物和氣態(tài)廢棄物進(jìn)行有效的分離處理，并使其達(dá)到環(huán)境保護(hù)法的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放，它還可以通過一定的技術(shù)方法對回收物質(zhì)進(jìn)行二次利用，有效的保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

2 常見的膜分離技術(shù)及其在環(huán)境工程中的應(yīng)用

常見的幾種膜分離技術(shù)主要有：微濾（MF）技術(shù)、納濾（NF）技術(shù)、超濾（UF）技術(shù)、反滲透（RO）技術(shù)等[3]。它們在環(huán)境工程中的應(yīng)用如下：

2.1 微濾（MF）技術(shù)

微濾技術(shù)在目前膜分離技術(shù)中因其技術(shù)過濾壓力較低，處理水質(zhì)的效率高且操作面積不需要太大等優(yōu)點(diǎn)所以是目前應(yīng)用最為廣泛的一種。微濾一般適用于分離直徑在0.1 μm～10 μm之間的粒子，通過膜兩側(cè)的壓力差作為推動力將粒子和水進(jìn)行分離，在操作中一般要求壓力差小于0.2 MPa。但是，微濾技術(shù)目前面臨著如何清洗，隨著時(shí)間的增加而增厚的濾餅層這樣一個(gè)亟待解決的難題，同時(shí)研發(fā)一款新型的耐高溫、抗污染、耐溶劑易于清潔的膜和膜組件也是目前的膜分離技術(shù)研究者需要思考和研究的問題。

2.2 超濾（UF）技術(shù)

超濾技術(shù)主要依靠膜兩側(cè)的靜壓差同時(shí)利用機(jī)械篩選的方式去除水體中的懸浮物和膠體等雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對水體的凈化。此技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)廢水處理、污水處理等，裝置具有很強(qiáng)的靈活性，在進(jìn)行膜分離的時(shí)候既可以單獨(dú)操作運(yùn)行也可以與其它設(shè)備結(jié)合運(yùn)行。

2.3 反滲透（RO）技術(shù)

反滲透技術(shù)和超濾和微濾一樣也是靠壓力驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)分離的一種膜技術(shù)，它的特點(diǎn)是反滲透膜利用兩側(cè)的靜壓差作為推動力，把溶劑的滲透壓克服掉之后只能讓溶劑通過反滲透膜而把離子物攔截掉，攔截掉的離子物大多為（1～10）×10～10 m的小分子，利用反滲透技術(shù)的特點(diǎn)，它主要應(yīng)用于污水的深度處理以及飲用水的凈化。它的優(yōu)點(diǎn)在于能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期的處理效果，缺點(diǎn)首先是反滲透膜因?yàn)閷ξ廴疚锏倪x擇性比較低所以更容易受到污染，其次是由濃差極化帶來的反滲透系統(tǒng)內(nèi)水通量下降和透鹽率上升的問題。

2.4 納濾（NF）技術(shù)

納濾技術(shù)是20世紀(jì)80年代隨著反滲透技術(shù)的問世后發(fā)展起來的新的膜分離技術(shù)。它主要利用自身的壓力驅(qū)動去除水體中絕大部分的二價(jià)離子，硝酸鹽等有害物質(zhì)，它具有極強(qiáng)的離子選擇性，因此廣泛應(yīng)用于飲用水的純化及工業(yè)用水的純化和凈化處理等。但是，納濾技術(shù)因?yàn)槠浼{濾膜很容易受到污染，因此納濾技術(shù)對水質(zhì)的要求很高，需要在進(jìn)行膜分離之前對水質(zhì)進(jìn)行復(fù)雜的預(yù)處理工作，以保證水質(zhì)不會對納濾膜產(chǎn)生污染。

3 膜分離技術(shù)在水處理環(huán)境工程中的應(yīng)用

3.1 膜分離技術(shù)可凈化飲用水

目前，隨著我國環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，使得水體也受到了嚴(yán)重的污染，其中的有毒和有害物質(zhì)開始出現(xiàn)并逐漸增加，甚至在人們的飲用水中也出現(xiàn)了有毒有害物質(zhì)，直接影響了人們的生活質(zhì)量并威脅到了人們的身體健康。因此，水污染問題也開始引起人們的重視，如何處理水污染凈化水質(zhì)就顯得尤為重要。尤其是對水質(zhì)要求比較高的飲用水，一旦人們飲用了未經(jīng)處理或者處理不達(dá)標(biāo)的水將會對人們的身體造成嚴(yán)重的傷害。將常用的幾種膜分離技術(shù)應(yīng)用在飲用水處理中，不僅充分發(fā)揮了每種技術(shù)的優(yōu)勢同時(shí)又能在不添加任何別的試劑的情況下高效的去除水體中的細(xì)菌、微生物和懸浮物等，提高了飲用水質(zhì)量，因此，利用膜分離技術(shù)來凈化飲用水提高人們的生活質(zhì)量在許多國家已廣泛應(yīng)用。

3.2 膜分離技術(shù)處理工業(yè)廢水

工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，其中含有各種重金屬等有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)處理直接外排將會對自然環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，甚至威脅到人們的身體健康和生命安全，尤其是機(jī)械加工廠排出的含油廢水、沖洗廢水等，其中含有各種金屬離子如鋅、鉻以及氰化物等劇毒物質(zhì)，如果隨意排放或者不達(dá)標(biāo)排放污染性極大，也是重點(diǎn)控制的污染廢水之一。因此，合理的利用膜分離技術(shù)，對工業(yè)廢水進(jìn)行有效處理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水的循環(huán)利用意義重大。

3.3 膜分離技術(shù)處理海水和苦咸水

苦咸水主要指的是偏堿性的水，一般硬度小于酸堿度，且苦咸水中還含有大量的中性鹽，多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。因此，不宜直接飲用，長期飲用會引起胃腸道疾病甚至能導(dǎo)致人體免疫力低下。但是，我國因淡水資源短缺，在北方、東部沿海地區(qū)和西北內(nèi)陸干旱地區(qū)分布有大量的苦咸水，目前仍有上千萬農(nóng)村人口飲用苦咸水，嚴(yán)重影響著人們的身體健康。眾所周知，海水中含有大量的鹽類和微生物，如果直接飲用會導(dǎo)致人體出現(xiàn)脫水甚至中毒，嚴(yán)重影響著人體的健康。然而，我國海水資源豐富，淡水資源短缺，因此如何利用膜分離技術(shù)有效地處理苦咸水和海水使其達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)以緩解我國淡水資源短缺的問題就顯得十分重要。目前，苦咸水和海水的膜技術(shù)處理主要有三種方法，蒸餾、電滲析法和反滲透法。但是電滲析法因其能耗較高故應(yīng)用較少，應(yīng)用較為廣泛的是反滲透法，反滲透技術(shù)在處理苦咸水和海水的過程中能耗低、經(jīng)濟(jì)適用、操作設(shè)備簡單而且綠色環(huán)保，而且在處理苦咸水中不但去除了水中的各種離子還能去除一些大于離子的微粒，在處理海水的過程中還能減少樹脂再生劑的使用量，適用性更強(qiáng)。使得膜分離技術(shù)在用于海水和苦咸水的處理中受到越來越多人們的青睞。

4 結(jié)語

綜上所述，膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用非常廣泛，在水處理過程中發(fā)揮著重要的作用，具有較強(qiáng)適用性和影響力，我們要正確的認(rèn)識膜分離技術(shù)，明確常見各種膜分離技術(shù)的優(yōu)勢和特點(diǎn)，充分發(fā)揮每一項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢，使其在環(huán)境工程水處理過程中達(dá)到最好的處理效果，為緩解我國淡水資源的短缺發(fā)揮重要作用。