摘要：目前，在我国科技发展的大背景下，膜分离技术已经成为了水处理中的一种新型的分离净化技术，与以往的水处理方式相比，膜分离技术具有能耗较低，而且不会出现二次污染。所以，人们对膜分离技术的重视程度逐渐增高。本文就对膜分离技术在水处理中的应用研究进行深入探讨。
关键词：膜分离；水处理；应用；策略
水资源是人类不可缺少的自然资源，也是生物赖以生存的环境资源。对工业或生活废水进行处理从而转化成可饮用或可再次利用的水已经成为解决水资源危机的一个重要途径。对于污水处理问题，目前使用较多的是生化处理。但是这种方法需要大量的处理空间，对于构建资源节约型社会而言，寻求节省空间的水处理技术具有重要的意义。膜分离技术就是利用一张特殊的具有选择性能的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种分离的新方法。这种薄膜必须具备使有的物质通过，有的物质不能通过的特性。这种膜可以是固相、液相或气相，但目前使用的绝大多数是固相膜。
1、膜分离技术
对于膜分离技术的认识，可以看作是在分子级别的水平上，由于每一个不同的分子具有不同粒径，只有同一类分子才具有相同的粒径，因此混合在一起的分子，就可以由于它们的粒径不同，使它们可以穿过具有一定粒度的半透膜，就可以由半透膜以粒子的大小，得到选择性的分离结果，这种技术就是膜分离技术，对于半透膜来说，也可以将其称为分离膜或是滤膜，在这种半透膜的膜壁上，已经布满了比较均匀的小孔，对于这些半透膜小孔的直径大小不同，就可以将它们按照粒径分为几种不同的滤膜，这些过滤膜的名称，如微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(ＲO)等，对于利用这些膜，进行分离操作的方法，一般采用错流过滤的方式进行。同时，这种过滤的模式可以将污水中不同粒度的分子进行分离，显然，利用这种过滤膜分离技术，就可以将污水中的所有组分，按照分子的粒度进行分离，显然这种新型的膜分离技术，可以使污水中的其他物质和水完全分离，因此这种膜分离技术是一种高级的分离技术，所以在水处理中应得到更好的利用。
2、膜分离技术在水处理中的具体应用
2.1在海水淡化中的应用
我国是水资源大国，同时也是水资源贫国。海水作为水资源的重要组成部分，其有效利用是解决我国水资源危机的重要措施之一。目前用于海水淡化的膜技术主要有反渗透(SWRO)、电渗透(ED)和膜蒸馏(MD)等。，2002年，万吨级反渗透海水淡化及其组器技术产业化示范工程被列入国家高技术产业发展计划项目。海水淡化用发渗透膜的脱盐率高达99.6%。反渗透技术的出现和发展大大降低了海水淡化的成本，现在反渗透已成为海水淡化制取饮用水最经济的手段。电渗析技术可直接将海水淡化为饮用水，但其过程对不带电荷的物质，如有机物、胶体、细菌、悬浮物等无脱除能力，并且能耗高，水回收率低。所以，由于反渗透海水淡化技术的出现，电渗析法海水淡化的比例正在逐渐降低。膜蒸馏技术具有很高的脱盐率，可达到99.7%以上，被用于小型海水淡化，对离子、胶体、大分子等不挥发组分和无法扩散透过膜的组分的截留可达到100%，并且具有设备简单，操作容易，膜使用寿命长，能耗低等优点。
2.2在造纸废水中的处理
造纸工业产生大量污水，传统处理方法无法有效将其中杂质和污染物去除，因此对环境污染十分严重。将膜分离技术用以造纸废水的处理，能够取得良好的效果。首先，将污水经过沉淀，然后将其过滤，将滤膜孔径控制在0.1μm，之后，经过过滤之后水中的固体杂质含量就会明显减少，最后再经过0.04μm，孔径的超滤膜，就能够将有机物去除，再通过其他处理方式，污水中的溶液去除率能够达到97％，从而让回收率得到有效提升。
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2.3合成纤维污水的处理
利用膜分离技术，对于合成纤维污水的处理。主要是处理污水中的聚酯纤维，传统的处理方法，通常采用强碱水解重组的方式，但是采用这种方法，它们的水解后污水质量不能达到标准，污水中还含有一定的水解产物，因此对合成纤维污水的处理，可以先采用UF，膜除去悬浮固体与胶体，将悬浮固体与胶体去除后，再采用透过液进行酸化，这样就可以达到对合成纤维污水的处理的质量要求。如果需要处理，PET，聚酯生产高浓度污水时，传统的方法是采用上流式厌氧生物膜工艺，这种工艺具有较强的抗冲击负荷能力。当它们进水COD为5000～11000mg/L，时出水COD为1000～2500mg/L。在这样的条件下，都可以采用UF技术。表3，列出几种海水淡化方法能耗比较，利用的生产装置经过为期10个月的运行，经过10个月的运行，数据证明它的性能十分稳定，对污水处理的截留率可以达到91%～92%同时可以看到它的通量可以达到11～15L/(m2•h)。在这样的指标条件下，就可以使浓缩的油循环应用，可以保证成品的纤维性能良好。
2.4含氨及胺的污水的处理
利用膜分离技术，对含氨及胺的污水进行处理，是石油化工行业的重要问题，因为它们往往会产生大量的含氨废水，需要及时除掉，因此需要采用疏水性聚丙烯中控纤维膜处理，这样就可以对这些含氨污水进行处理，氨的脱除率为90%显然利用这种方法，就可以省略它们的水洗工序，还可实现氨的零排放目标，达到保护环境的目的。因此通过，MF，膜的应用，可以满足膜基气体的吸收过程，完成石油化工含氨污水的处理可以使氨的脱除率超过90%。同时，通过，MF，膜生物反应器的应用使污水的质量得到提高，例如可以将水中的，COD、BOD、SS，的浓度得到大幅度降低，质量标准达到90%～99%，。此外，在催化剂生产过程中，通常会排放大量含有比例大约为0.8%～1.5%，的高浓度季胺盐污水，对于这些污水的处理方式，我们可以采用弱酸性离子交换树脂吸附的方法，利用这种方法，就可以去除污水中的胺，然后再采用，NF，膜处理，保证对其中有用物质进行回收，通过这种方法处理后的污水，在质量上是可以保证使用要求的。
3、问题及展望
膜分离技术是21世纪最有发展潜力的高新技术之一，但还存在膜组件价格高与膜污染等问题。膜组件的价格高与膜污染制约了膜分离技术在废水处理中的广泛应用。虽然经过了40年的开拓与发展，目前我国的分离膜品种还很少，性能低，规格不全，且我国市场上采用的膜组器绝大部分都是从国外进口的，膜材料也都来自国外，应用的深度和广度与世界发达国家相比还有一定的距离。因此，我们必须奋起直追，加速发展我国膜工业。致力于将膜分离技术应用于更广阔的应用领域。要加强高性能膜和组器的开发，以期尽快代替进口的膜组器。若能利用天然物质或生物物质制备各种新型膜，则既经济又能消除二次污染的威胁。必须加强将膜处理技术与其它处理工艺相结合的研究，发挥各种技术的优势，形成废水处理的新工艺。可以预料，随着膜材料的改进和膜工艺的完善，在21世纪，我国膜工业和膜法水处理技术将会出现突飞猛进的发展，而应用也将会进入一个新的高潮，特别是在提高饮用水水质，海水及苦水淡化，工业纯水和高纯水制备，水污染控制，废水的回收再利用等方面将会得到更迅速更全面的发展。
4、结束语
膜分离技术在水处理中应用很广泛，但是廉价、性能完备的膜的制备和膜污染问题影响着膜分离技术在水处理过程中的应用。为此，研究新材料与开发制膜新工艺、开发性能完备的集成膜分离技术以及开发膜分离与传统的分离技术相结合的新型膜分离过程将是未来一段时期内的主要研究方向。
参考文献
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论文作者:宁永亮
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
标签：技术论文; 污水论文; 膜分离论文; 滤膜论文; 水处理论文; 超滤膜论文; 海水淡化论文; 《电力设备》2019年第10期论文;