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摘要：进入21世纪以来，人类进入了高速发展的时期，首当其冲的，水资源短缺是人类发展的过程中遇到的巨大的问题，伴随着的材料科学的发展以及膜技术的成熟，相较于传统的水处理技术，膜技术应用于水处理是现代水资源处理的新思路。膜材料科学的研究，从生物学出发，发挥了膜的分离各类物质的重要作用，在新型膜技术当中，我们的可以通过设计膜的各种性质，来使得膜材料能够选择性分析废水当中的有害物质，从而达到处理的水资源的目的。膜技术在未来水处理当中具有重要的应用价值，现代膜技术由微滤、超滤、纳滤等组成，已经能够有效的处理部分水资源，随着技术手段的成熟，膜技术未来的前景是不可限量的。
关键词：膜技术；水处理；应用
一、膜技术简介
用于水处理的膜很多，按照膜的功能可分为反渗透(RO)、电渗析(ED)、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。
反渗透指将溶液中的溶剂，在压力下用一种对溶剂有选择透过性的半透膜使其进入膜的低压侧，而溶液中的其它成分被阻留在膜的高压侧得到浓缩的过程，即溶剂从高浓度向低浓度溶液渗透。RO主要用于海水和苦咸水淡化，锅炉给水和纯水制备，电镀废水、酸性矿山废水、城市污水、照相洗印废水和放射性废水处理。
电渗析是将阴阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，在外加直流电场的作用下，以电位差为推动力，使水中的离子定向迁移，并有选择地通过带有不同电荷的离子交换膜，从而达到溶质和溶剂分离的过程。
超过滤是以压力差为驱动力，利用超滤膜的高精度截留进行固液分离或者使不同分子量的物质进行分级的筛孔分离技术。在以压力驱动的膜过程中，超滤是一种能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质的技术，但超滤不能直接分离溶解盐、金属离子和小分子物质，因此，它在去除水中颗粒物，物料分离、浓缩与回收方面具有优势，广泛应用于生物技术、医药制品的分离提纯和工业废水的处理。纳滤是一种以压力差为驱动力，介于反渗透和超滤之间的膜分离过程。纳滤膜对离子截留主要取决于离子电荷密度、离子浓度、离子化学性质及膜表面材料的化学性质等，因此，对二价阴离子和单价阳离子形成的盐及分子量介于200～500之间的有机物有较高脱除率。广泛应用于有机合成工业废液、放射性废水的处理，染料的脱盐、纯化与浓缩，酸液、碱液的处理，石油开采和提炼过程中的油水分离和灌注水处理等领域。
微滤也称微孔过滤，是以静压差为推动力，以筛网状的过滤介质膜的截留作为基础的高精密膜分离过程。微孔滤膜去除水中颗粒物、悬浮物、原生动物孢囊及卵囊虫等大颗粒物质极其有效。
二、膜技术在水处理中的应用
1、膜技术在给水中的应用
膜技术的发展对于给水带来的便捷性是不言而喻的。一直以来，城市水资源的给水问题一直是城市建设的巨大问题，例如，我国为了缓解北京、天津等地区水资源紧张的问题而进行的南水北调工程，就是典型的解决给水问题而进行的水利工程，而发达国家随着膜技术的成熟，已经成功利用的膜技术解决的城市或偏远地区的给水问题。法国建设有世界上最大的膜净水厂，以膜技术为核心，通过膜技术来对城市废水、地下水、工业水资源进行处理，充分利用现有的水资源完成城市淡水的供应，最高可以达到每天净化34万立方米的水资源，保障的大城市的给水问题。美国掌握着世界上的最先进性的膜处理水的技术，建设在美国科罗拉多州的膜法净水厂，膜技术的已经实现反渗透净化技术，可以过滤到水资源中的溶解性物质，有效保证了水资源的安全性。随着膜技术的成熟，在水资源处理技术方面相较于传统的处理技术差距将越来越小，最终可以实现的以最小的代价处理大量水资源，满足城市给水的需求。
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2、反渗透膜在饮用水处理的应用
反渗透膜是当前膜技术发展中应用较多的一种膜技术，广泛的应用在饮用水处理当中。反渗透膜利用的是生物细胞膜的原理，其本质上是一层半透膜，具有选择透过性，但是对于溶质微粒较小的物质不具备选择透过性，当半透膜两段的液体具有不同的浓度时，在渗透压的作用下，溶液会向渗透压较高的一方的流动，而反渗透膜可以在浓度较高的一方溶剂加入更大的压强，就可以使得溶液向浓度的度较低的一侧移动，从而实现反渗透的作用。反渗透膜应用于饮用水处理当中，依据反渗透膜的性质，向需要处理的水资源是假压强，利用反渗透膜处理的废水当中的微粒子，从而实现水资源的淡化处理，变为人体可以应用的纯净水资源，这种方法较于传统法的化学沉降过滤处理方法具有较大的先进性。一般为了保证水资源的绝对健康，必须采用超低压反渗透膜处理的水资源才可以作为饮用水，同时为了保证的饮用水的营养，可以采取矿化的方法，制作出营养价值较高的饮用水资源。
3、膜生物反应器在污水、废水处理应用
膜生物反应器是一种复合膜技术与生物净化技术的机器，在处理水的过程中，通过膜技术对需要处理的水进行一次处理，大幅降低水中有害物质或杂质的数量，染头通过生物处理单元进一步净化水资源，这样处理过的废水或污水，其内部的有害物质已经微乎其微，对于环境的影响不是很大，可以进行排泄或者重生产利用。膜生物反应器是随着膜技术的发展而诞生的，膜生物反应器具有较大的先进性，较于传统的生化处理污水技术，膜生物反应器处理效率高、速度快，并且水质更加的纯净，膜生物反应器在经过安装之后，可以实现自动化运行，方便企业或工厂进行管理维护。
三、膜技术应用于水处理的前景
从技术角度出发，膜技术应用于水处理技术，极大的提高了水资源处理的效率，随着膜技术的成熟，膜技术将能够比传统的生化处理技术具有更加有利的水资源处理方式，使得水资源中的各种有害无机物、有机物都处理掉。膜技术还可以与传统法的水处理技术相结合，在膜技术没能达到净化程度非常高时，膜技术可以作为水资源处理的第一部操作进行，有效减少水资源中的各种杂质，然后进行后续的净化操作。膜技术往往利用的是一张复杂的复合材料膜来对水资源进行净化，因此经济性可能不如传统的水处理技术，随着技术的进一步成熟，实现膜材料的重复利用化之后，膜技术就能够的广泛的应用于各种水资源处理的地方，有效的保证水资源的处理，因此，膜技术在水处理方面的应用具有较大的市场前景。膜技术在水处理方面成熟后，经过净化的水资源将具有非常高的纯净度，对于的环境保护的贡献是极其巨大的，并且大大缓解了人类的水资源危机，因此，膜技术应用于水处理，对于人类的未来也是大有裨益的。
结束语
膜分离技术以其原理简单，操作方便，能耗低，无污染，超强的净化效果等优点在水处理行业得到了广泛的应用和推崇。但是，作为一门新兴的发展中的技术，成功的工业化的大规模的膜分离应用仍然较少，多数分离技术还处于探索和研究中。其存在的主要问题首先是膜污染、膜稳定性;其次，膜组件的造价成本高。这两个问题限制了模技术的在废水处理中大规模应用。
膜材料是膜分离技术的核心，随着更多新型膜材料的开发和更多膜改性方法的推出，以及膜污染、清洗问题的解决，膜分离技术在污水处理、工业废水处理和资源化综合利用的应用范围今后将得到进一步扩展。膜分离技术将成为废水回用和难降解有机污染物分离回收，以及实现废水零排放的基本手段。
参考文献
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论文作者:王丽梅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：膜技术论文; 水资源论文; 水处理论文; 技术论文; 废水论文; 应用于论文; 超滤论文; 《电力设备》2017年第30期论文;