膜技术在制水工艺中的应用研究

（河北维尔康制药有限公司，河北 石家庄 050033）

膜技术在制水工艺中的应用研究

冯晓燕

（河北维尔康制药有限公司，河北 石家庄 050033）

传统的水处理过程中常采用混凝-沉淀-过滤-消毒的处理工艺，随着饮用水水质标准的提高，该工艺已经不能满足人们对饮用水的要求。膜处理技术是目前应用最多的水处理技术。本文介绍了膜技术和膜分离技术的相关内容，并且就膜技术在制水工艺中的应用进行了阐述。

膜技术；分离技术；应用

1 膜技术与膜分离技术

膜是一种能够起到分子级别过滤作用的介质，当溶液或者气体跟膜接触时膜会对其起到相应的过滤作用，允许某些物质透过，其它物质则被选择性的拦截，实现溶液或者混合气体中不同组分的过滤。从存在形式上来分，膜可以分为气相、液相或者它们的组合。还可以分为均相的或者非均相的，对称的或者非对称的，中性的或者核电性的，其厚度一般在几微米到几毫米。

膜分离技术使将选择性透过膜作为分类介质，当在膜两侧加上某种推动力时，原料侧组分选择性的透过膜，从而实现分离或提纯的目的。目前常用的膜分离过程中微滤、超滤、反渗透、纳滤、渗析、电渗析、气体分离、渗透蒸发和液膜等八种，其中前四种方法的应用较多，且其膜处理过程中用到的装置及其流程都比较成熟。膜处理技术在水处理领域的应用非常广泛，通过不同的膜技术可以实现对水资源的净化、脱盐和去除水中有害物质等[1-4]。膜技术是近些年来新兴的一门分离技术，跟传统的分离方法相比，膜技术具有能耗低、分离效果高、无二次污染以及工艺简单等特点，在水处理、生物化工、食品工业、造纸工业以及制药工业中得到了广泛的应用。

2 膜技术在水处理中的应用

随着环境污染的加重，水资源短缺和污染程度也变得越来越厉害，因此必须加强对废水的处理，目前在废水处理过程中应用较多的是膜处理技术。我国是一个严重缺水的国家，水资源非常匮乏，很多城市的生活和生产用水问题非常严重，随着人们生活水平的提高，对生活用水的水质问题也提出了更高的要求。因此通过膜分离技术解决目前生活和生产用水问题成为时代发展的必要。

（1）微滤在水处理中的应用

微滤方法采用静压差作为推动力，利用网状介质的膜来实现对水中悬浮物、细菌类、微粒子以及大分子有机物的过滤。它可以作为污水处理二级出水的过滤单元，也可以跟活性污泥组合后成为MBR工艺[5]。微滤技术一直用来从生产半导体的液体中去除粒子，在制备纯水的过程中可以作为最后一级的终端过滤手段，滤除水中的树脂碎片或者细菌杂志等。在实际应用中通常在微滤前设置相应的预处理设施，以延长微滤膜的使用寿命。微滤膜对盐类粒子没有过滤作用，如果系统要求对水中的磷元素进行处理时，则要添加相应的化学除磷措施。

（2）超滤在水处理中的应用

采用超滤技术可以实现对水中悬浮物、蛋白质、胶体以及大分子有机物和微生物的过滤，具有操作压力低，产水量大的特点。超滤膜工艺在水处理方面的应用主要有：用超滤膜代替常规的沉淀过滤工艺除去水中的病毒和大肠杆菌；用超滤膜和混凝沉淀联用工艺处理微污染源水；用混凝-粉末活性炭-超滤技术处理长江源水；用超滤膜工艺还可以实现对含油废水和造纸黑液的处理。

（3）纳滤在水处理中的应用

纳滤技术通常利用膜表面带有的荷电基团来实现对水中分子量为数百的有机小分子和有机物的分离。目前该技术主要用于饮用水和工业用水的纯化以及废水的净化处理等。利用臭氧-生物活性炭-纳滤工艺可以去除水中的TOC，去去除率能够达到86%。纳滤膜还可以作为一种物理消毒的手段来实现对水中细菌的处理，消除了化学消毒带来的幅面危害。

（4）反渗透在水处理中的应用

反渗透膜在进行处理的过程中只允许水通过，而将离子物质截留在膜外。在给水中，反渗透首先被应用在苦咸水的淡化以及海水的脱盐处理中，然后逐渐被应用到高压锅炉供水、电子工业用水、饮用纯水以及医药用水等的处理过程中；在废水处理中，我们采用反渗透技术回收废水中的重金属和浓缩漂洗液等。

反渗透技术可以去除水中的大部分无机盐，是制备高纯水工艺中必不可少的一部分。在国外电子工业中常将反渗透技术与粒子交换技术相结合，而我国常采用电渗析-反渗透-粒子交换工艺来实现对电子工业用水的处理。反渗透膜在使用一段时间后会受水中悬浮物或者难容物质的污染，影响反渗透膜的通量，影响分离效果，所以在应用反渗透技术时必须要采用有效的措施提高反渗透膜的通过性能，降低其膜的污染程度。

3 膜处理技术存在的问题

在膜处理技术的应用过程中，我们发现膜的污染是很难避免的。造成膜污染的原因和因素较多，通过分析我们发发现大部分是由于浓差极化和膜污染造成的。这是因为在液体通过膜表面时局部浓度增大引起边界层流体阻力增加，导致传质推动力下降；另外由于长时间的使用，膜表面堆积了大量的微粒、胶体粒子或者溶质分子等，导致膜表面以及膜孔的堵塞，膜阻压力增大，膜渗透速率下降。为了增加膜处理技术的处理能力，我们要选择那些亲水性能好，膜污染程度轻的膜；还可以在水处理工艺中适当调整水的pH值，以降低膜的污染程度。在膜技术的应用过程中，其操作压力、膜面的流动速度以及运行温度也直接影响着膜污染的程度，因此膜技术要想得到进一步的发展就必须有效的解决上述问题。

结语

膜分离技术是目前水处理中的重要技术，在苦咸水、高氟水等劣质水净水处理中具有非常广阔的应用前景，可以从根本上解决制水工艺中存在的问题。但是在膜技术的应用过程中也存在着一定的问题，在应用时我们必须要妥善解决，从而加大膜处理技术在水质净化中的应用。

[1]谭永文，张维润，沈炎章.反渗透工程的应用及发展趋势[J].膜科学与技术，2003，23（04）：114-119.

[2]李晶，岳恒，王建平，等.农村饮水安全现状分析及解决对策[J].中国水利，2006（11）：26-29.

[3]陈杰，陈清，陈良刚.膜技术在农村饮水工程中的应用[J].中国水利，2007（10）：219-221.

[4]罗兆龙.膜技术在水处理中的应用[J].中国市政工程，2007（01）：44-45.

[5]郑领英，王学松.膜技术[M].北京：化学工业出版社，2000：2-6.

TQ02 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

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