摘要:新时代背景下,经济的快速发展,给我国人民的生活水平带来了很大的提高,作为生命之源的水资源,对它的质量需求也在逐渐增强。因此,膜分离作为先进的水净化技术,得到了迅速发展以及关注。此外,随着进一步的科学研究,膜分离技术还能够进行食品消毒、加工产品杀菌等行业。不过,在当前条件下,膜的使用时间短,造价较高,并不能大规模普及开来,这就对我国科研人员提出了更高的要求,争取研制出适用性更强、成本更低的膜分离技术,将其应用到现代化生产的方方面面,为我国经济建设做出贡献。
关键词:膜分离技术;水处理;应用分析
引言
随着当前我国的水环境的污染日益严重,水处理环境工程的优化实施就显得比较重要,将膜分离技术在水处理环境工程当中加以科学的应用,发挥膜分离技术的应有作用,从整体上提高其处理的效果,积极促进水生态环境的良好发展,以及缓解水污染的现状。
1水处理环境工程中膜分离技术应用优势及原理
1.1水处理环境工程中膜分离技术应用优势
1)良好的适应性。膜分离技术的应用优势体现在良好的适应性方面,技术应用效率相当高,可实施自动化管理,设备占地面积比较小,并且能对规模能够进行调整。在技术应用当中,能连续操作或间隙实施,对于工业废水的处理效果比较良好。通过这些层面能发现,膜分离技术的应用适应性是比较良好的。2)分离效果良好。水处理环境工程当中应用膜分离技术,能发挥该技术的积极作用,呈现出良好的分离效果。通过运用膜分离技术就能将废水当中有害物质分离、沉淀以及凝结,分离出微米级物质,该技术的应用效率比较好,能耗也比较低。膜分离技术应用在温和的环境下,能自动地对水中杂质实施分离。3)操作简便。水处理环境工程膜分离技术,操作比较简单,但需要特定的环境和设备。常温环境下,通过该技术进行处理水资源也不会对设备造成损害,由不同专业人员操作,这样就能从整体上降低了成本以及人力资源消耗量。操作简便,使得膜分离技术的应用比较广泛。
1.2水处理环境工程中膜分离技术应用原理
膜分离技术的应用工艺相对简单,具体的应用过程中,过滤时候,料液通过泵加压处理,按照相应的流速沿滤膜表面流过,比膜截留分子量的物质或分子大的不会经过膜而流回到料罐当中,比其小的物质或分子就会透过形成透析液,所以从这一工艺的流程就能够发现,膜系统有着不同出口,分别是透析液出口和回流液出口。
2膜分离技术的分类
2.1微滤(MF)
作为最早使用的膜分离技术,微滤用于在压力差推动下对气相或液相物质进行分离纯化,分离过程中利用多孔网状微滤膜的筛分作用,在静压差的驱动下截留气体或液体中的微粒、细菌及其他污染物,从而对物质进行分离纯化。微滤技术制备方便,价格便宜,应用范围广,目前在食品工业、水处理领域以及含油废水中油、脂等杂质的分离过程中已被广泛应用。
2.2超滤(UF)
与微滤技术相似,超滤的原理是基于压力差的筛分作用。通过具有选择透过性的多孔超滤膜除去水分子中的蛋白质、胶体、微生物等生物大分子或较小微粒,主要用于除去液体中的大分子物质。超滤技术被广泛应用于饮用水净化、工业废水处理及医药、食品等领域。
2.3纳滤(NF)
纳滤是以压力差为驱动力的一种新型膜分离技术,纳滤膜是带电荷的多孔薄膜,膜孔径大约为1nm,能够截留溶液中纳米级的颗粒物质,因而称为“纳滤”。纳滤膜是带电荷的多孔薄膜,因此纳滤的作用原理主要是电荷作用和筛分作用,分离过程受膜电荷性和孔径大小的影响。纳滤技术主要应用于饮用水的软化以及矿泉水的纯化,也可以对废水进行脱色。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3膜分离技术及其在水处理中的应用分析
3.1净化饮用水
在所有水资源中,饮用水的要求是最高的,因此也需要比其他水更加干净。但是由于工业的发展,对水资源的污染日益严重,饮用水受到了一定的影响,如果人引用了含有有害物质的水,会对自身身体健康产生威胁。鉴于膜分离技术的简捷性、效率高等特点,众多饮用水生产企业将之运用到水净化处理中,不论是超滤、微滤还是纳滤,都可以有效地对水资源进行净化处理,除去污染水中的有害物质,让水资源达到饮用水的纯度和级别。21世纪以来,世界上许多国家都将膜分离技术应用到饮用水净化的过程中,该项技术得到了广泛的认可。
3.2净化工业废水
由于社会的不断发展,工业的地位与日俱增,有工业的地方必有环境污染,尤其是对水环境的污染更加严重。水是生命之源,日常生活中到处都离不开水资源,因此,将工业企业产生的污染废水进行净化处理迫在眉睫,一方面,可以增加水资源的利用率,减少水资源的流逝,另一方面,减少污染废水中的有害物质,也能够对环境起到保护的作用,降低环境污染,保护人类健康。废水处理企业要想对污染水进行有效处理,提高利用率,就应该根据不同的条件来选择相对应的膜分离技术。对于工业废水来说,在进行处理之前,应该组织相关人员对废水检测,了解废水中所含有杂质的种类和多少,以此来选择最适合的膜分离技术种类。如果经过处理之后,发现水中仍然含有一定的细菌等有害物质,则应该利用微滤法进行深入处理,确保净化水的纯度和质量。
3.3膜分离技术在海水淡化中的应用
淡水资源匮乏是大部分国家都面临的问题,我国更是缺水大国,人均水资源2100立方米,仅为世界人均水准的28%。海洋面积广阔,水资源丰富,但是水中含有大量盐类物质,使人们无法正常饮用。如果将海水中的盐脱去,就可以变成淡水正常饮用。传统的蒸馏法会消耗大量的能源、效率低下,虽然人们尝试使用太阳能来作为蒸馏能源,但是无法连续工作。反渗透膜用于处理海水淡化是近几十年来兴起的技术,它操作简单、耗能少,实际应用中脱盐率大部分在90%左右,最高可达到99.75%。高脱盐率带来的弊端就是通量的下降,在提高通量的同时又不会大幅度降低脱盐率是人们现在研究的方向。Azelee等成功制备了掺有多壁碳纳米管-二氧化钛纳米管杂化物的聚酰胺薄膜纳米复合材料膜。该膜对NaCl和Na2SO4脱去率分别为97.97%和98.07%,几乎与纯膜相似,而通量相比纯膜增加了约57.4%。
3.4分离重金属
工业的迅速发展离不开金属材料,在金属材料制造的过程中,常使用大量的水冲洗金属表面,去除残余的重金属离子。原本企业对于这部分工业废水的处理方法大同小异,均是使用各种化学药剂使之与重金属离子反应,产生沉淀,经此工艺处理后的水基本可以符合国家关于工业污水排放标准,同时将其中可以回用的物质收集再利用。现代膜分离技术完全可以代替化学药剂的投加,直接将含有大量重金属离子的污水通过过滤膜,有研究表明,利用过滤膜技术处理过的工业污水可以去除99 % 以上的重金属离子,同时节省化学药剂的成本费用。
结束语
利用膜分离技术分离纯化物质需要具有选择透过特性的多孔薄膜,这种薄膜具有分离效率高且分离过程简单、操作灵活、耗能低、化学药剂用量少、环保污染小、操作条件温和、设备稳定、易实现自动化等优点,能有效解决传统分离技术中的问题,因而逐渐替代了传统的分离技术而被人们广泛接受和应用。目前,膜分离技术已经在水处理、食品加工、化工生产、生物制药以及环保、能源等领域得到了广泛应用并带来了显著的经济效益。
参考文献
[1]刘雪梅.标准膜分离技术在给水处理中的应用研究[J].中国标准化,2017(18):242-243.
[2]邱琴.水处理环境工程中膜分离技术的应用[J].农家参谋,2017(15):287.
[3]刘刚,王平丽.水处理环境工程中膜分离技术的应用[J].山东工业技术,2017(11):119.
论文作者:曹彩莲
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/30
标签:技术论文; 膜分离论文; 水处理论文; 水资源论文; 滤膜论文; 物质论文; 环境工程论文; 《工程管理前沿》2019年第17期论文;