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摘要：膜分离技术作为一种新型的分离技术的分支，开始于二十世纪初期，在1960年以后得到了很好的发展。膜分离技术既高效又节能，可以应用于水处理过程，具有很好的发展前景。随着社会各领域的不断发展，此技术在分离技术中占有重要作用，其使用范围也越来越广泛。
关键词：水处理过程；膜分离技术；应用
1膜的结构及分类
膜可按不同特性进行分类。根据膜材料的组成，可将膜分为有机膜和无机膜。根据膜的分离机理，可将膜分为多孔膜、无孔膜和载体膜。根据膜材料的亲疏水性，可将膜分为亲水性膜和疏水性膜。根据膜孔径的大小将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。四种膜基本特征见表1。
2四种膜的基本特性
常见的膜材料有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰胺（PA）、聚丙烯腈（PAN）、醋酸纤维素（CA）、陶瓷、氧化铝、玻璃、金属等。简要介绍几种膜材料的特点，见表2。
表2膜材料特点
与传统分离技术相比，膜分离技术具有以下特点：（1）在膜分离过程中不发生相变，与其他方法相比，能耗较低；（2）一般在常温下进行，特别适于对热敏感物质的处理，并且不消耗热能；（3）一般不需要投加其他物质，不带入二次污染物质，不改变分离物质的性质，并节省原材料和化学药品；（4）在膜分离过程中，分离和浓缩同时进行，可回收有价值的物质；（5）分离装置简单，操作容易，运行稳定，易于实现自动化控制。
3水处理过程中的膜分离技术
在水处理过程中，膜分离技术需要在一定压力下作用，分离掉液体中的无机盐以及分子量较大的物质。水透过膜的同时，水中的污染物会被分离出来，反渗透膜的使用度较高，可以适用于几乎所有物质，纳滤膜相对使用度较低，并且它具有一定的电荷，仅可以用于单价无机离子，在进行水处理的过程中，需要减小压力，以实现分离作用。通过了解清楚了二者在不同领域都具有一定的使用价值。
一方面，膜分离技术应用于海水与苦咸水领域。生活中所需的饮用水均需要对海水及苦咸水进行脱盐作用，反渗透脱盐法成为获得淡水的主要方法。在对水进行软化的处理过程中，纳滤膜发挥了重要作用。它可以软化水质、除去颜色以及有机化合物，由于自身选择透过性特征广泛使用于水处理过程，但是，值得注意的是，此膜需要在较低的压力下工作。
另一方面，膜分离技术应用于废水处理领域。随着工业的不断发展，工业废水随之增多，工业废水涉及不同方面领域，比如：电镀废水、纺织印染污水、食品废水、化工废水等。电镀过程中使用水，所产生的污染物中含有大量的单一或者混合的重金属元素，比如：铜、铁、锌等，如果不能很好地对其进行处理，将会造成人类生活的困扰。为了获得干净的水资源，对其进行水处理操作，通过沉降、调整pH值来等方法改善水质。纺织印染行业所产生的废水中，会产生毒性重金属污染物，对环境造成影响。食品加工厂在生产过程中，会产生大量含有有机物的废水，例如：蛋白质等。化工厂排放的污水更是为环境带来极大负担。
还有就是海水淡化处理。地球上具有丰富的水资源，但是其中约97%的水资源都是海水，海水的盐含量很高，要想对海水进行使用，就必须对其进行淡化处理。海水淡化可以通过RO、MED（多级蒸发）、VC（压力蒸馏）完成。RO在应用过程中具有以下优势，如能耗低、费用低、建造周期短等，因此其已经成为了目前海水淡化的一项主要手段。中东地区的一些国家在海水淡化过程中已经开展了对RO的应用，其中沙特具有多家海水淡化工程。目前，我国辽宁省和浙江省也兴建了反渗透化装置。
4膜分离技术存在问题
第一，膜受污染。在实践应用时，膜会遇到污染的问题，其原因在于膜所截留下的物质堵塞，从而对膜造成污染，这样的情况会影响到膜的分离能力。因此，在使用膜的过程中，需要了解具体的使用环境，从而避免出现损坏膜的现象，造成浪费。
第二，成本问题。采用反渗透与纳滤膜，其成本是比较高的。由于我国生产的膜不具备高标准的条件，目前使用的是进口膜，性能较好，在膜分离技术中得到很好的应用，但是它的成本较高。在对水进行处理的过程中，消耗是一定存在的，如果不能提高膜的利用度和延长膜的使用寿命，将会一笔较大的支出。所以，根据实际情况，需要结合所用膜的性质进行工作，提高膜的利用度，延长使用寿命。膜分离技术作为一种新型的分离技术分支，既高效又节能，为人们生活带来好处。可以应用于水处理过程，具有很好的发展前景。
第三，浓差极化。采用膜分离技术的过程中，由于膜自身具有选择透过性特点，多数溶质会被分离出来，并且留在压力较大的一侧，这样的状况会形成浓度差，通常称之为浓差极化。膜分离技术操作的过程中，这样的现象不能避免，随着渗透压的增加，使膜分离下降，导致膜孔堵塞的结果。针对这种浓差极化的现象，可以通过改善表面流动，以解决浓差极化的问题。一方面，膜自身结构的优化，通过设计适合的膜元件，进而改变膜结构，从而解决浓差极化问题；另一方面，在膜分离过程中，统一规范使用方法和操作步骤，严格遵循，杜绝出现随意操作或者使用的现象。
结束语
综上所述，伴随国民经济发展速度的不断提升，生态环境却逐渐恶化，尤其是水资源污染、浪费情况极为严重，作为不可再生资源，水是生命之本，对地球上的所有生物而言极为珍贵。但在工业化高速发展的今天，越来越多的工业化学物料有害物质被排入、渗入水内，为更好地提升水处理环境工程质量，膜分离技术得到了广泛应用。
参考文献：
[1]华玲.浅析膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].科技创业家，2013（14）.
[2]胡书红，李孟璐，李秀娟，崔跃男，陈伊克.膜分离技术及应用[J].山东化工，2014（08）.
论文作者:郭成峰
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第23期
论文发表时间:2018/2/26
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