摘要：膜分离技术其采用一张具有特殊选择性能的薄膜，借用外力的作用对混合物进行分离、提纯并进行浓缩的一种新型分离技术。目前，国家高度重视这种技术，使其使用范围不断扩大，除了用于纯水生产与海水淡化，还用于苦咸水淡化、含油废水以及锅炉脱盐水等各方面，不仅带来了经济效益，也有利于保护环境。
关键词：膜分离技术；水处理；应用
引言
随着我国工业化技术的不断发展，生产过程中应用各种化学材料等，生产出化学产品，同时也会排放出含有有毒化学物质、重金属等物质的废水，如若不对废水进行有效的处理不仅会威胁人们的身体健康，还会减少水资源。另外，人们生活中所产生的大量生活污水如若不加以处理，也会污染环境，使水资源浪费、减少。近年来，随着膜分离技术的应用广泛性、投资经济性、土地节约性、处理效率高、出水效果好的特点不断被发现和认知，利用膜分离技术来处理生活污水、工业废水，已成为废水处理技术中的一个重要手段，未来前景广阔，特别是通过膜分离技术处理后的污水可以二次利用，显著提高了水资源的利用率，节约水资源，产生了巨大的经济效益、环境效益以及社会效益。
一、膜分离技术的原理
膜分离技术的原理是，在固液（或液液）混合体系中，对不同组分的固（液）体按照膜的选择通透性进行分离，使其截留于原体系中，新体系中仅保留可透过的物质，从而达到分离的目的。膜的选择通透性也是不相同的，膜的分离技术是指利用膜的选择选择渗透性的不同发挥其工作，借助外界能量、化学位差，对不同成分组成的气体和液体，进行分离提纯，在污水处理、食品、能源和化工生产中得到了广泛的应用，并且得到快速的发展，膜分离技术是一种新型的分离方法和传统的分离技术相比，其主要优点是工艺简单、消耗的能源比较小，不会造成二次污染，能够取得很好的分离净化效果。膜分离技术有很多功能，主要包括：对混合气体或者液体的分离、浓缩、净化，并且操作过程十分简便，能够起到很好的净化效果，消耗的能源比较小，有一定的环保特点，方便对操作过程的控制。所以，现今在食品行业、医药行业、生物研究领域、水处理、化工行业、石油和电子领域应用广泛，给企业带来了巨大的经济效益，而且有一定的环保效果，在目前的分离技术中，膜分离技术受到了全社会的广泛关注。
二、膜分离技术的特点
化学性质实际上就是说分离混合物的速度，可以分成溶解速度和扩散速度两种。溶解速度是经过膜表面，接触相应的混合物，此时进入到膜内的速度。扩散速度实际上就是在混合物进到膜内之后，膜表面到另外面的扩散速度。利用混合物以及分离混合物材料的化学性质来决定溶解速度，但是扩散速度不但需要满足分离材料以及混合物的化学性质，还需要考虑混合物的相对分子质量具有一定的关系。
膜分离技术的基本原理就是在混合物中，对于不同的液体或者气体，膜具有不相同的选择渗透作用，利用膜的这种不相同的选择渗透作用适当的发挥其作用，利用外界化学位差、外界能量等来推动分离、提纯多种成分构成的液体或者气体，逐渐被应用大很多领域，包括食品、污水处理、化工生产以及医药等，具有很好的应用前景。
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三、膜分离技术在水处理环境工程中的应用
1、工业废水的处理
（1）石化废水处理。采用这种方法进行水处理后，水中的悬浮固体含量以及含油量分别为0.56mg/L与0.5mg/L，这种方法完全可以满足地渗透油层注水对水质的要求。
（2）含重金属废水处理。采用这种方法对粘胶纤维厂含锌废水进行处理，使得废水中的含锌浓度大大降低，从350mg/L降到5mg/L，完全符合国家排放的标准。
（3）造纸废水处理。在去除溶解性有机物时，一定要在处理前将絮凝加入其中，微滤分离根本去除不了这种溶解性有机物，絮凝可以降低COD，从而降低膜的硬度，顺利除去水中的离子。
2、海水淡化
海水是地球上水资源所占比例最大的一部分，面对今天的水资源危机，对海水进行淡化处理，应用于工业或者直接饮用，是解决全球水资源问题的主要渠道。用于海水淡化的膜分离技术，其应用方法主要有电渗透、反渗透和膜蒸馏等。电渗透技术就是直接对海水进行淡化，将其变为饮用水，但是它的缺点是能量消耗大，饮用水的回收率低；反渗透技术的创造，是海水淡化领域中又一个重大的创新，它的应用可以大大降低海水淡化的成本，因此，应用反渗透方法淡化海水来制造饮用水是目前最实际的办法。膜蒸馏技术有诸多优点，比如设备简单，能量消耗低、环保、工艺简单等等，但其目前并没有广泛应用于海水淡化领域。
3、生活污水的处理
在日本，修建39座利用膜分离技术来进行污水处理的厂，并全部投入使用，还有1超过100座高楼利用MBR法将处理好的污水回收到中水管道，并使得这些系统的出水量都符合深度处理的标准，从而大大造福与环境工程。有学者用某种微滤膜装置来对城市的污水进行处理，该装置的规模为800m3/d。在使用这种装置后发现，水质达到了一般生活非饮用水的标准。在这三种情况下可以正常运行超过30d，依次为13.9、16.7以及20.8L/（m2•h）。这种装置将生活污水中去除COD超过90%，出水COD一般在20～30mg/L之间，污水中的悬浮固体绝大部分都被截留以及分离。
4、膜技术在灾害应急供水中的应用
在自然灾害或是人为灾害中，一般呈现出受灾人员多、受灾面积大、经济损失严重等特点。尤其是在最近的几次我国的地震灾害中，对于国家应急物资的提供速度要求很高，而当地的水资源受到严重的影响，建筑物的破损、水管的破裂，使得正常供水有阻碍，所以，做好灾区的应急供水，不仅要解决灾区群众和救援人员喝上水的问题，还要解决确保供应安全优质水的问题。运用超滤和低压反渗透膜过程的双膜集成技术，建立了一套产水量达25m3/d的集成装置，该装置具有适合多种复杂水源水质、便于多途径运输与组装、适用于较为复杂的环境等特点。实验发现该集成装置对水质条件与洪水类似的河沟水处理效果良好，其产水水质超过国家饮用水标准，制水成本＜5元/m3，表明该技术和装置特别适用于突发洪灾期间城市的应急供水。
结语
总而言之，膜分离技术应用在水处理的过程中，对于保护环境起到一定的作用，由于人们生活水平的提高，人们开始逐渐意识到环境的重要性，促进了膜分离技术的发展，可以在一定程度上控制水污染、提高水质等，具有很大的应用潜力以及十分广阔的应用前景。相比较于世界先进水平，我国还是具有一定差距的，不断研究高强度、抗污染、寿命长的膜材料，可以在一定程度上降低成本和投资，促进膜分离技术的不断应用。
参考文献
[1]马琨.膜分离技术研究、企业生产现状及在水处理中的应用[J].企业导报，2014，01：156-157.
[2]王纳.全膜分离技术及其在电厂化学水处理中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，03：113+115.
论文作者:肖利平,王静
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/17
标签：技术论文; 膜分离论文; 混合物论文; 水处理论文; 水资源论文; 污水论文; 速度论文; 《基层建设》2016年18期论文;