学文网摘要：随着社会经济水平的不断提高，带动了膜分离技术的发展和进步。我国的膜分离技术经过多年的研究也取得了显著成效。现代膜分离技术与传统分离工艺相比，具有无化学变化、生产过程无污染、高效低能耗等优势，在环境工程中也有很好的应用前景。本文主要围绕膜分离技术在环境工程中的应用情况展开讨论。
关键词：环境工程；膜分离技术；应用；
中***分类号：C35 文献标识码： A
1.概述
社会工业化水平不断提高，也带来了一系列的环境污染问题。人类生产、生活所产生的各种废弃物严重超过了自然环境的最大净化能力，自然生态系统遭到严重破坏。膜分离技术能对排出的有用物质进行回收利用，从而起到环境保护的作用。膜分离技术的出现和发展，使经济与环境实现和谐发展成为可能。
膜分离技术是近几年来才迅速崛起的一项高新技术，经过近半个世纪的发展，膜分离技术越加成熟，并越来越多的应用到生物工程、石油化工工程、医药工业、食品工业、饮水处理工业等众多领域。与传统的过滤技术相比，膜分离技术不需要助剂的支持即可进行分离（通过混合物中不同物质的特性实现分离）。有些混合物甚至采用不同速度通过分离膜就能实现分离[1]。膜分离技术以其高效、低耗能、工艺简单、无二次污染等诸多优势，受到个领域的应用青睐。在环境工程中，应用膜分离技术能有效保护环境。膜分离技术以化学差和外部能量作为主要动力，同时结合合成膜或天然膜，将双组分和多组分的溶剂和溶质进行分离。另外，此项技术还能区分物质的等级，从而达到提纯和收集的目的。除此之外，膜分离技术还能利用多个技术过程实现物质的分离，处理气体和固液态物质中的废物，使其达到排放的标准，进而保护环境。
2.膜分离技术在环境工程中的应用
按照分离过程，膜分离技术可分为微滤、超滤、反渗透、纳滤、液膜分离、渗透汽化、集成膜等技术[2]。现对膜分离技术在环境工程中的应用情况进行分析。
2.1微滤技术的应用
此项技术是应用比较广的膜分离技术。微滤技术与其他过滤工艺的原理类似，都属于筛网过滤的范畴。一般适用于过滤大小为0.1～10μm的颗粒或物质。微滤技术在0.2MPa以内的操作压力下就可应用，该技术对液体的适应性强，仅占用较小的面积，属于经济型的微过滤方式[3]。因此，广泛用于饮用水的处理。微滤技术能够取代二沉池和常规的澄清过滤，即使在水质波动很大的情况下，也能实现连续处理。另外，此项技术还广泛应用于处理各种废水，有效减少悬浮物和浑浊度，以便更好地处理废水，从而实现废水的二次利用。按照过滤的方式进行划分，微滤又可分为全量过滤和死端过滤两种方式。其中，死端过滤方式应用较广，具有高产出、低耗能的优点。不过随着过滤时间的不断增长，滤饼层也会相应增厚，从而减少了溶液的透过量。因此，如何更好地清洗滤饼，以增加溶液的透过量是目前死端过滤技术研究的重点。
2.2超滤技术的应用
超滤的分离原理好比是一个筛选的过程，主要将悬浮物、固体颗粒物、胶体以及大分子物质等筛选出来。超滤技术目前已广泛应用于电器工业和汽车工业的电泳漆废水处理。超滤膜是一种压力驱动膜，在处理电泳漆废水时，通过超滤膜将筛选出大量的金属离子杂质，以达到二次利用的目的。例如，南京某一毛纺厂利用超滤技术处理羊毛精制废水，其中，羊毛清洗液中的COD达到25000～45000mg/L，应用超滤膜截留羊毛脂，截留率达到90%以上。另外，TDS的截留率达到50%以上，悬浮物的截留率也达到98%以上。废水的可生化性大大提升，实现了环境和经济的双重效益。不过超滤膜的膜通过量会随着运行的时间增长而降低，可能出现严重的浓差极化和膜污染现象。另外，此项技术的需要较为复杂的预处理过程，且应用价格较高，其应用推广受到一定限制。因此，研究出价格实惠、耐高温、高强度、抗氧化且寿命长的超滤膜成为重点。
2.3反渗透技术的应用
此项技术具有超强的脱除率，几乎能有效脱除所有的溶质，提高反渗透水质的质量。此项技术也因此被广泛用于除盐处理，包括饮用水工业、城市污水、垃圾渗滤液、工业用水等领域的水处理。其中，此项技术应用于垃圾渗透液的处理方面取得了突破性进展。由于垃圾渗透液的成分较为复杂，含有高浓度的氨氮、有机物，以及重金属、高碱度等，若使用传统的活性污泥去除法，则很难去除这些高浓度的氨氮所引发的毒副作用，而反渗透技术则能很好地弥补传统方法的不足。但此项技术存在膜污染、浓差极化等缺陷，在一定程度上限制了其应用范围。因此，研究耐污染、超低压、抗氧化、耐高温的材质是重点。
2.4纳滤技术的应用
此项技术在选择离子方面表现出超强的实力，它能有效清除物质中的二价离子，且清除率达到95%以上。除此之外，纳滤对一价离子也表现出很强的清除功效，清除率达到45%～85%。纳滤技术属于压力驱动过程，是一种新型的膜分离技术，介于超滤和反渗透之间。纳滤技术在处理地下水、河水等废水方面取得了很好的效果。它能有效清除地下水和河水中含有的农药、低分子有机物、硝酸盐等多种有害物质。除此之外，与反渗透技术相比，纳滤技术的投资费用和操作费用更低，从而能有效降低处理成本。但纳滤对进水的水质要求比较高，需要较为复杂的预处理，且易造成污染，从而限制了其的应用范围。不过随着科学技术的不断发展，预处理技术和膜性能的不断改善，纳滤技术在环保工程中的应用范围将会越来越广。
2.5液膜分离技术的应用
此项技术多应用于处理溶液中含有特定有机物或离子的物质。液膜一般悬浮在液体的表面，是一种***液颗粒，能有效去除废水中的苯胺、氨等物质，其清除率达到98%以上。与固膜相比，液膜的选择性更高、传质速度更快、分离效率也更高。液膜分离技术广泛用于冶炼、医药化工和废水处理等行业。液膜分离技术具有设备简单、操作简易等优点，能实现废水中有用物质的回收利用。目前，为提高液膜分离技术的水平，需重点解决液膜稳定性问题，尽快找到能快速破***的办法以及高性能的支撑膜组件等。
2.6集成膜技术的应用
此项技术实现了膜技术与传统工艺技术的优化组合，不仅继承了传统工艺技术的优点（对所需有害物质具有很好的清除效果），而且表现了新型膜技术的特点（高效能、低耗能等优势）。集成膜技术在环境工程中的应用也十分广泛。例如，在处理废水时，能有效清除废水中的有毒物质并对其进行浓缩，然后再进行净化处理。应用此项技术不仅能有效降低环境污染程度，而且能有效延长生产组件的使用寿命。
2.7渗透汽化技术
此项技术主要是利用液体中不同成分拥有不同的扩散系数和溶解度而实现分离的原理。渗透汽化也被称为渗透蒸发，最主要的优势特点是具有超高的单级分离度（一级分离系数高达1000）[4]。渗透汽化需要消耗热能，污染小或无污染是一大突出优点。此项技术主要应用在食品工业、航天、化工等行业。如处理啤酒脱醇后的废水、处理航天飞行中的实验室废水等。此项技术的单级分离效率较高，在回收溶剂、混合物分离以及脱除微量水等方面有很大优势。但渗透汽化技术的渗透率比较小，在今后的研究中需不断改善。
3.结语
人们的环保意识不断提高，越来越关注各类型的污染排放问题，因此，处理和回收利用问题成为环境工程关注的重点。膜分离技术的应用，能有效提高环境的质量，随着膜分离技术水平的不断提升，其发展前景也将越来越广阔。
参考文献：
[1]华玲.浅析膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].科技创业家，2013（14）：167-169.
[2]卢石.垃圾渗滤液膜法处理工艺流程及其技术难点[J].广西轻工业，2010，26（10）：116-117+134.
[3]杨金满，贾瑞宝.自来水厂生产废水回用工艺研究进展[J].水处理技术，2012，38（02）：16-20.
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