浅析膜分离技术在水处理环境工程中的应用

徐开强 卓丽君

摘 要：随着科技的发展，对于水资源的利用能力也在不断的发展。膜分离技术是当前水处理技术中的重要内容，对于实现对水资源利用效率的提升有着非凡的意义，这是新时代背景下水资源处理技术必须要重视的问题。笔者在查阅了大量的文献资料之后，对膜分离技术的具体原理和膜分离技术的多种方法进行深入讨论，期望能够对相关人员带来一些帮助。

关键词：膜分离技术;环境工程;水处理

随着我国科学技术的发展，社会生产力越来越高，但是因为错误的经济发展模式，让我国的社会环境问题受到了巨大的困扰。从全球的角度分析，也可以发现环境问题已经成为了制约人类发展的重要问题，如果不能够采用合适的方式解决当前一系列的环境问题，必然会对人类文明造成巨大的影响。特别是水资源的利用和处理方面，因为冰山融化、温室效益、水污染等多方面的问题，淡水资源短缺已经困扰了人类多年。如何利用技术手段增加水资源的利用能力，成为了环境工程中必然要注重的问题。而膜分离技术正是在这一需求下不断的得到发展，该技术的出现和创新给人类淡水资源的利用以及水污染的治理寻找到了新的方向。

1 膜分离技术

1.1 什么是膜分离技术

膜分离技术早在二十世纪初就得到了相应的发展，该技术原先运用于化学实验中某些溶液颗粒物质的过滤和分离。该技术运用于化学实验中，改变了原先的溶液内物质的分离方式，使得溶液内各种溶质的分离可以在常温条件下进行，不需要采用萃取、蒸发等需要改变溶剂的方式进行。这种在常温条件下能够进行溶液内部物质分离的技术，一出现就在各个领域得到了广泛的运用。

1.2 膜分离技术分类

在膜分离的技术以及发展工作中，存在着诸多领域的内容需要进行正确的认识。这些内容是界定膜分离技术分类的重要依据。具体而言，膜分离技术的分类会依据膜分离的具体操作方式进行相应的分类，从而利用微滤、纳滤、反渗透等具体的分离方法进行膜分离技术的分类。随着人类水资源日渐短缺，同时更加的注重生态文明建设，所以在废水处理以及海水淡化等领域开始大量的运用膜分离技术。

1.2.1 微滤法

微滤法是膜分离技术只能够常用的一种方式，该方式主要依托于材料技术的发展，利用新型的膜材料从而监造出一种存在微小膜孔的过滤膜，实现在气体、液体中进行相应颗粒和菌类物质的交换，这方面的内容在实际的工程建设中都有着巨大的现实意义，能够让食品工业、水污染工业、医疗药物专业都寻求到了发展方向。这种膜分离技术的广泛使用，让物质分离以及提纯变得更加具有效率的同时，纯度也向着利好方向发展。

1.2.2 反渗透法

反渗透方法运用了诸多领域内容，具体的工作原理就是在不同的压力差下，液体之间進行溶质交换。也就是利用膜将两种溶液进行隔离，良种溶液因为不同的压力差，必然会形成渗透压，然后相关的技术人员根据实际需求，对分离两个溶液膜的数值进行相应的设计，然后就可以利用反渗透效果实现溶液之间的物质分离。在采用该方式进行分离工作时，在精度上更高，并且在实验环境下，有着更大的运用空间。随着这一技术的不断发展和城市，在农业产品加工、污水处理、纯净水制造等多个领域都有了巨大的发展。通过对这一内容进行具体分析，不难发现这是促进我国水资源利用能力以及水资源处理技术发展的重要动力。

1.2.3 超滤法

该技术依托于超滤以反渗透技术上发展而形成，借鉴了超滤和反渗透的原理，通过压力让直径不同的粒子进行分离。所以在使用该技术时，最为关键的节点在于控制膜孔的直径。随着这一技术的发展和成熟，膜孔径位于20-1000Å左右已经变得非常成熟。这一技术的使用领域非常广阔。但是因为该技术主要是区分不同直径的分子，所以在实际的使用中，更多的是运用于污水处理以及资源与环境工程领域。同时在医药领域尤其是中药药剂制作方面，该方法因为空间占率小、效率高等多个优点得到了各界的一致青睐。除了上述所介绍的几种方法之外，膜分离技术还有电渗析、膜传感器等多种方法，这些方法都是膜分离技术中重要内容，对于水资源的利用以及科研工作都有着巨大的意义。

2 膜分离技术在水环境工程的应用

2.1 工业废水处理

工业废水是经济发展中不可避免的问题，尤其是在发展中国家，经济和科学技术都较为落后。所以在工业废水的处理工作上并不能够有效技术，从而造成了严重的环境污染。这一现象在我国的经济发展的历程中尤为常见，现如今我国已经认识到了经济建设要同生态文明建设协调发展共同进步，这是新时代背景下，必须要重视的内容，对于促进现代文明的快速发展有着巨大的现实意义。在工业废水的处理工作中，利用膜分离技术能够有效的将废水中的杂质、有效微生物、病原体等污染物分离，从而让工业生产所产生的废水逐渐走向正常化，尤其是在经济发展的历程中，这方面的工作变得尤为重要，科学的运用膜技术进行工业废水的处理，可以让水资源的保护工作变得更加有效。

2.2 纯净水处理

人们饮用的水源在处理之后可以引入到各家各户，这是我国水资源处理技术成熟的又一表现。但是不可避免的是，在水资源的处理中依旧存在着各类安全问题，无论是常用的氯气消毒还是使用絮凝剂去除悬浮物，在自来水的处理中都非常常见，但是在纯净水的处理上使用上述方式明显难以达到纯净的要求。所以在当前的春季水纯净水处理技术中，主要的使用领域集中在了膜分离技术，利用膜分离技术可以很好的将自然水域中的悬浮物、细菌进行隔离，从而生产处安全无害的纯净水。在生产成本以及操作方式上，膜分离技术都有着巨大的优势，从而让纯净水的生产成本显著降低。

2.3 苦水、咸水处理

虽然我国地大物博，但是淡水资源短缺是非常严重的问题，尤其是淡水资源分布不均匀的原因，这方面的内容更是难以得到相应的发展，对于我国经济的发展而言，这是一个难以解决的问题。所以一方面我国开始利用水利工程实现水资源的合理分布，另一方面则是利用钻井的方式获取地下水。虽然当前的地质勘测技术可以有效的勘测出地下水的含量以及位置，但是对水质的预测依旧存在相应的问题。如果在钻井之后发现地下水属于苦水或者咸水，如何处理这些水资源就成为了一个严峻问题。但是随着膜分离技术的发展成熟，让苦水和咸水的处理技术变得更加的简单有效，尤其是膜分离技术中的纳滤法、渗析法不仅仅可以去除这些苦咸水中的细菌，还可以实现水资源的高纯度提出，改善水中的盐分和pH值，让其达到饮用的标准。

2.4 洋水淡化处理

海洋有着丰富的水资源，但是因为洋水内含有大量的杂志，并且盐分很高，溶解了大量的无机物，所以对于洋水的利用一直有限，但是就目前的生产要求下，无论是农业生产还是大部分的工业生产，都是需要丰富的淡水资源，洋水并不能够运用于工业和农业生产中，在饮用上，洋水更是没有任何利用价值。但是在一些沙漠国家，淡水资源极其缺乏，如何利用洋水成为了这些国家都需要重视的问题，这是这些国家在发展中必须要注重的问题。但是因为海水中的盐分都溶解在了海水中，所以对其的淡化非常繁复，如果是采用蒸发的方式进行海水淡化，不难发现这种方式在能源需求上有着过高的需求。虽然在后续的发展中，已经形成了电渗析法，该方式所形成的氢气可以作为清洁能源，但是其生产淡水的效率依旧难以同膜分离技术相比，所以从这方面分析，不难发现洋水淡化必然要以膜分离技术作为支持。

3 结语

膜分离技术于20世纪初产生，在20世纪60年代快速发展，并且得到了良好的反响，该技术在水资源的处理上有着巨大的优势，对于促进水资源的合理利用有着现实意义。同时在水污染处理上，该技术也因为水处理环境需求低，处理效果突出的原因，得到了广泛的运用。

参考文献：

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[2]唐磊，龚丹洁，刘国华.浅析膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].农村经济与科技，2016，27（08）：71+76.

[3]李彩霞.膜分离技术在环境工程中的应用现状及发展前景[J].赤峰学院学报（自然科学版），2018，34（05）：92-93.