摘要：针对现今社会中严重的环境污染问题，我们必须要通过科学技术的创新对相应污染问题进行解决，而膜分离技术就是目前先进的环保技术之一，其能够通有选择性地对相关介质进行膜分离，从而更好的实现环境污染保护，因此本文对膜分离技术进行详细的研究，并对其在环境工程中的应用及未来的发展趋势进行阐述，希望能够为我国的环保事业做出重要的贡献。
关键词：膜分离技术；环境工程；应用；发展趋势
引言：
膜分离技术是生物化工技术中的重要组成部分，而且随着科技的发展膜分离技术也不断的更新，分离的范围更广，分离、提纯的效果更佳。针对不同的化工产品需要采用不同的膜分离技术，进而更好地服务于各个行业，为生物化工技术水平的提升以及应用范围的扩展提供有利的条件。虽然我国在膜分离技术中已经取得了一定的进展和成绩，但是仍然有很多分离、提纯问题无法解决，所以还需要加强对这方面的研究。
1 膜分离技术概述
1.1 膜分离技术的原理
膜分离技术的原理是通过半透膜作为过滤的屏障层，通过膜的选择过滤渗透性、化学差、浓度等方面的作用对混合物中不同的组分进行分离和提纯。在半透膜中膜的孔洞大小存在较大的差异，其中部分组分能够顺利通过，但是其他的组分则被隔离在混合物中，进而实现对混合物的分离。
1.2 膜分离技术的分类
1.2.1 微滤膜分离
微滤膜分离技术中采用的滤膜一般为孔隙比较多而且小的滤膜，将该膜作为过滤的介质，通过筛分的方式进行过滤。以压力作为主要的推动力，使得一些大分子、溶剂以及盐类等都能够通过薄膜，但是一些超大分子以及微细的颗粒则被膜拦截在外，从而实现对溶液的净化，达到膜分离的目的[2]。微滤膜分离技术是当前膜分离技术中的主要技术之一，其具有经济价值高以及应用范围广等优势，当前主要应用在制药行业。
1.2.2 超滤膜分离
超滤膜分离技术采用筛分原理，也就是在膜分离过程中采用压力差的手段使得溶剂从溶液中进行分离的方式。与微滤膜分离相比，超滤膜分离的过程中膜孔的化学影响性更强。通过压力的施加，部分小分子物质以及溶剂能够通过膜孔，大分子的物质以及微细颗粒等物质则被膜所过滤掉，进而实现分离。超滤膜分离中的膜一般采用的为不对称膜，膜的表面性质以及孔径的大小都具有不同的拦截作用，超滤膜主要的过滤对象为大分子溶液，因此其主要的应用领域为生物化工。
1.2.3 反渗透膜分离
反渗透膜分离是基于扩散以及溶解等原理，利用压力差进行膜分离的过程。反渗透与自然的渗透过程是相反的。在渗透以及反渗透的过程中都是利用半透膜进行分离。在浓度较高的溶液一侧施加压力，保证压力大于自然渗透的压力，使浓度高溶液中的部分溶剂通过过滤膜反向渗透，进而实现分离的目的。反渗透膜分离技术主要在低分子量浓缩溶液中应用，比如氨基酸浓缩等。反渗透的渗透压主要决定于溶液性质，与膜种类没有绝对的关系。
1.2.4 纳滤膜分离
纳滤膜分离是根据扩散和吸附原理进行的，同样是通过压力差进行膜分离。除了这两种原理外，其还涉及到超滤以及反渗透原理。纳滤是一种低压反渗透的形式，是当前最先进的膜分离技术，在分离性能和效果上远远超过反渗透以及超滤原理，能够截断的分子量可以达到200~2 000。纳米膜是一种人工合成的复合模，部分无机盐以及溶剂能够通过膜。在纳滤的过程中对压力的施加相对于反渗透来说低很多，能够有效的节约动力。同时对于超滤膜无法截断的溶质，纳滤膜也能够有效的拦截，而反渗透过程中容易被拦截的物质，纳滤膜却可以通过，因此纳滤膜的功能远远强于反渗透和超滤膜。纳滤膜具有良好的稳定性，因此应用也非常广泛，特别是在生物化工以及医药行业中得到广泛的应用。
1.2.5 液膜分离技术
液膜相对于其他的膜分离技术来说，其在形态上具有很大的区别，是一种由乳液微粒组成的液态形式。根据扩散和溶解的原理，通过液相膜将不同性质的溶液进行分离，同时根据渗透的原理进行提纯。这种膜分离形式弥补了固态膜通量小以及选择性低等不足。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆液膜主要由表面活性剂、溶剂等构成。
1.3 膜分离技术的特点
膜分离技术自身特点中最为重要的就是其能耗非常低，这也是带动我国绿色能源持续发展的一个重要因素。因为在膜分离技术的实际操作过程中，相关的物质属性非常平稳，因此不会因为相互间的反应而造成对环境的污染，所以可以通过此种技术有效处理相关污染问题，其中对于处理废水尤为有效。此外，对膜分离技术设备进行完善的后期维护管理，对于其发挥自身作用更是有着重要的帮助，对于实现产业化发展膜分离技术有着重要的促进作用。
1.4 膜分离技术与环保的关系
随着近年来我国社会经济水平的不断提升，为了能够保证环保要求，将膜分离技术应用在工业生产过程中，从而使得这一技术的应用范围不断扩大，使得我国的环境保护工作得到有效改善。因为膜分离技术的工作原理主要是依靠外部的物理能量和化学反应，因此我们能够借助天然膜、人工合成膜等一些先进的处理手段有效完成对膜的分离。这一技术对固态和气态物质也能够进行很好的处理，从而实现绿色环保排放的要求。
2 膜分离技术在环境工程中的应用分析
2.1 饮用水净化处理
借助膜分离技术手段，对饮用水进行处理，能够高效分离悬浮物和细菌等，净化效果极佳。具体操作时，使用微滤膜和超滤膜，能够轻松去除微生物，比如病毒和贾第虫等，而且超滤膜能够实现胶体和细菌的处理。照比传统饮用水净化处理手段，膜分离技术的应用，不需要添加其他试剂，而且有着较好的处理效果。
2.2 废水处理
废水是造成环境污染的重要因素，一般需进行深度处理，借助膜分离手段，既能够深度处理，还可以实现废水回收，增加处理效益。其具体应用优势如下：（1）石化废水。一般来说，对含油废水进行处理，乳化油中一般含有表面活性剂以及有机物，油分以离子形式存在水中，采用重力分离法以及粗粒化法等，难以发挥处理作用。而使用超滤膜，对石化废水进行处理，能促使油质量下降，达到排放要求。（2）染料废水。此类废水处理难度大，借助传统的处理手段，生物降解性不高，处理后的废水含盐量比较高。而使用表面纳滤膜，可降低废水中的含盐度。（3）造纸废水、重金属离子废水等。在汽车行业和电器领域等，借助超滤膜手段，进行废水处理，能够实现金属离子的回收再次利用，处理效益较高。
2.3 海水和苦咸水淡化
在海水淡化方面，行业人员人为，在十三五期间，国内海水淡化市场很有希望增加到250-300 万吨/日。从最新的研究情况来说，国际顶级期刊《Nature》刊登了研究论文，研究学者提出并且实现了利用水和离子精确控制石墨烯膜，验证了离子筛分以及海水淡化性能。膜分离技术的应用，能够支撑海水淡化，处理效果令人惊叹，但是能源消耗大问题需要进一步控制。在咸淡水处理方面，采用反渗透技术手段，也能够获取令人惊讶的处理效果，处理成本低。
结束语：
对循环水设备进行节能技术的改造能有效解决传统水系统与水泵在运行时出的高消耗问题，使设备与管路系统相互匹配，提升系统整体的工作效率及质量，提高能源利用率，减小能源及资源的使用程度。改造后的循环水设备不仅能满足企业的日常运行需要，还能对耗费的资源能源进行有效调控，减少企业在运营期间的资金投入。由此可见，对循环水设备进行节能技术改造在推动我国经济发展，维持我国生态系统平衡，促进经济和环境共同发展，营造和谐统一的生活环境起到积极作用。
参考文献：
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[6]王晓萍,邢亚慧.浅谈高效节能循环水泵及配套节能技术在我公司的应用效果[J].中国井矿盐,2015(02):21.
论文作者:郄姗姗
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/29
标签：滤膜论文; 膜分离论文; 技术论文; 超滤膜论文; 反渗透论文; 废水论文; 溶液论文; 《防护工程》2019年第4期论文;