摘要：膜分离是一种新型高效的精密分离技术，在污水处理领域中获得了较为广泛的应用，当前，水体污染情况日益严峻，膜分离技术具有优良的、广阔的发展前景。对此，本文根据膜分离技术自身的特点对膜分离技术在污水处理中的应用进行了相应的阐述，以供参考。
关键词：膜分离技术；污水处理；应用
前言：近年来，随着社会经济的进一步发展，人们生活水平与质量得以提高的同时，对环境与能源问题的重视程度越来越高，膜分离技术是一种新型分离、净化与浓缩技术，其分离过程清洁、操作简单、能耗低、化学药剂用量少，在污水领域中获得了较为广泛的应用。为了更好的处理社会发展中日益严峻的污水问题，有必要对膜分离技术的应用进行深入的分析研究。
1膜分离污水处理技术的现状
当前我国已经成为了名副其实的制造业大国，工业发展水平也较过去有了显著的提高，但同时对环境的污染问题也更加严重。以往应用较多的污水处理技术已经难以满足当前我国污水处理的需要，急需对新型、高效的污水处理技术加强研究和应用，而膜分离技术就是在这种背景下诞生的一种新型污水处理技术。事实上，我国从20世纪70年代就开始对膜分离污水处理技术进行了初步的研究和应用工作，比较典型的应用实例包括印钞废水处理、乳化油废液处理等等。时至今日，我国的膜分离污水处理技术经过这么多年的发展已经取得了明显的应用效果，但同时我们也要清醒地认识到，与欧美等发达国家相比，我国在技术原理的创新方面还比较落后，在技术的应用推广过程中也存在很多欠缺之处，还有很多地方需要进行改进和完善。
2膜分离技术阐述
2.1膜分离技术的定义
所谓膜分离技术，即为在分子水平上，不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，选择性分离的技术，半透膜又可称为分离膜或是滤膜，膜壁上布满了小孔，依据小孔的实际大小，可将其分为微滤膜（MF）、超滤膜（UF）、纳滤膜（NF）、反渗透膜（RO）电渗析（ED）等，膜分离操作通常采用错流过滤的方式进行。同时，将膜分离与蒸发、吸附、萃取、化学反应、生物技术等进行有机的结合，还可形成膜蒸馏、膜分相、液膜、膜萃取、膜生物反应器等一系列新型膜分离技术。
2.2膜分离技术的特点
①分离效果良好。通常情况下，膜分离可对纳米级的物质进行分离，并且还可有效分离水中存在的消毒副产物、有机物与细菌、病毒等微生物。
②分离能耗低。大多数情况下，在膜分离过程中，往往不会发生相变，节省了大量的能量损耗。同时，膜分离过程大多在常温环境下进行，需要加热或者是冷却的能量损耗极少，以反渗透法为例，其与其他分离法的能耗情况比较如表1所示。
③操作简便。大部分膜分离设备均安装了中控系统，能够实现一键操作，快捷便利，一般不需要维护，安全可靠。
④成本低廉。膜分离过程通常不需要添加药剂，在一定程度上降低了分离成本，且还能避免增投药物产生的二次污染问题。
3常用的膜分离技术的应用
（1）MF
微滤是一种精密过滤技术，一般能够去除水中的细菌、固体微粒，所分离的组分直径为0.03～15微米；具有很好的除浊效果，广泛用于半导体工业超纯水的终端处理。饮用水生产和城市污水处理是MF应用潜在的两大市场。在工业污水处理中可用于涂料行业污水、含油废水、硝化棉废水和含重金属废水等的处理，这些都正在实现工业化。张艳等采用氢氧化镁吸附与无机陶瓷微粒膜相结合的方法对印染废水进行了脱色处理，脱色率可达98%以上，并对膜污染和清洗进行了研究，取得了较好效果。我国微粒膜的研究与国外水平相比，常规微滤膜的性能和国外同类产品的性能基本一致，折叠式滤芯在许多场合代替了进口产品，但在错流式微滤膜和组器技术及其在工程中的应用等方面，仍落后于国外，这就抑制了微滤技术在较高浊度水质深度处理中的应用。
（2）UF
同MF类似，超滤主要用于除去固体微粒，分离的组分直径为0.005～10微米。还可以去除病毒、大分子物质、胶体等，广泛用于食品、医药、工业污水处理、超纯水制备及生物技术工业。超滤在水处理方面应用十分广泛，在工业污水处理方面应用得最普遍的是电泳涂料污水处理。它可以与反渗透联合制备高纯水；可以处理生活污水；处理工业废水，包括电泳涂漆废水、含重金属废水、含油废水、含聚乙烯醇（PVA）废水、含淀粉及酶的废水、纺织工业脱浆水和纸浆工业污水等；从羊毛精制废水中回收羊毛脂；纤维加工油剂废水处理等等。方忠海等采用超滤技术，对石化厂炼油废水回用至锅炉补给水的技术进行了研究，废水经直流絮凝和超滤去除悬浮物、降低浊度后，完全能够满足下游反渗透的进水要求，并最终实现整个回用水系统的可靠运行。
（3）NF
纳滤技术是目前世界膜分离领域研究的热点之一，NF膜对分子量介于200～1000之间的有机物和高价、低价、阴离子无机物有较高的截留性能，可以用于脱除三卤甲烷、农药、洗涤剂等可溶性有机物及异味、色度和硬度等。因NF膜结构及性能上的特点，当前已广泛地应用于生化产品、污水处理、饮用水制备和物料回收等领域。在工业污水处理中，NF膜主要用于含溶剂废水的处理，以其特殊的分离性能成功地应用于制糖、制浆造纸、电镀、机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的污水处理上，已有人开始研究用NF膜处理日化工业、石油工业、印刷工业废水和含杀虫剂污水等的处理。石油工业中的含酚废水主要含有苯酚、甲基酚、硝基酚以及各类取代酚，此类物质的毒性很大，必须脱除后才能排放。熊蓉春等研究了纳滤技术在石油工业中的应用，不仅酚的脱除率可达95%以上，而且在较低压力下就能高效地将废水产生的镍、汞等重金属高价离子脱除，其费用比反渗透等方法低得多。我国纳滤技术的研究虽在80年代末就开始了，但NF膜易污染，目前仍在实验室研究开发阶段，其价格一直比传统的污水处理方法高，尚无产品投放市场。目前国际上有关NF膜的制备、性能表征、传质机理等的研究还不够系统、全面、深入。
（4）RO
RO主要用来去除水中溶解的无机盐，RO膜对几乎所有的溶质都有很高的脱除率。RO技术的大规模应用主要是苦咸水、海水淡化和难以用其他方法处理的混合物。在污水处理方面，RO已广泛应用于城市污水处理和利用、电镀污水处理、纸浆和造纸工业污水处理、化工污水处理、冶金焦化污水处理、食品工业污水处理、制药污水处理及放射性污水处理等。RO法处理出水质量很高，在水处理中通常用于最后的精制。反渗透技术应用十分广泛，主要应用于海水淡化、纯水和超纯水制备、城市给水处理、城市污水处理及应用、工业电镀废水及纸浆和造纸工业废水处理、化工废水处理、冶金焦化废水处理、食品工业、医药工业等废水处理，我国有大港电厂、宝钢自备电厂等发电厂应用反渗透技术来进行预脱盐处理。与国外相比，我国反渗透工艺和工程技术已接近国外先进水平，但膜和组器技术同国际同类产品仍有较大的差距，复合膜虽已完成中试放大，但离工业生产仍有差距。
（5）ED
当前离子交换膜的研究、生产和应用均已达到很高的水平，该技术首先用于苦咸水淡化，而后逐渐扩展到海水淡化及制取饮用水和工业纯水中，在重金属污水处理、放射性污水处理等工业污水处理中也已得到应用，目前已成为一种重要的膜法水处理技术，越来越受到重视。但是，ED也有它自身的问题，如ED只能除去水中的盐分，而对水中的有机物不能去除，某些高价离子和有机物还会污染膜。另外，ED运行过程中易发生浓差极化而产生结垢。
总之，任何水处理技术都有它的适用范围，往往使用某一种膜技术并不一定能够解决各种水处理问题，在研究水处理工艺时，将各种膜分离技术的相互配合使用，以及膜技术与常规水处理技术的联合使用是十分重要的，也是今后开发新型水处理工艺的一个重要方向。
4结语
现阶段，膜分离技术已经成为一种必不可少的污水处理技术，它具备较高的稳定性和可靠性，而且操作使用非常简便，因而在生活污水和工业废水的处理上都取得了良好的发展。同时，新型的膜分离技术也在不断地被进行研究和开发，这也为膜分离技术在污水处理领域的应用和发展提供了充分的保障。
参考文献：
[1]膜分离技术用于印染废水处理及回用的研究进展[J].薛勇刚，官嵩，戴晓虎，冯可.染整技术.2014（05）
[2]膜分离法污水处理技术[J].雷晓东，熊蓉春，魏刚.工业水处理.2002（02）
[3]膜分离技术在污水处理中的应用[J].黄旋律.低碳世界.2016（31）
[4]膜分离技术及其在污水处理中的应用[J].顾伟，朱建耀.哈尔滨职业技术学院学报.2007（05）
论文作者:邹毅芳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：污水处理论文; 技术论文; 膜分离论文; 废水论文; 滤膜论文; 废水处理论文; 反渗透论文; 《基层建设》2019年第12期论文;