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摘要:膜分离技术的应用对于环境工程起着重大作用,本文通过介绍膜分离技术的特点以及其与环境工程的关系,并且介绍了主要的几种膜分离技术在环境工程中的具体应用和存在的主要问题,希望通过这些方面的论述给我国今后膜分离技术在环境工程中的应用提供一些指导性意义。
关键词:膜分离技术;环境工程;应用
随着工业化的发展环境也遭到了越来越严重的破坏,比如水污染、大气污染、固体废物的污染等等,面对各种环境的污染就需要我们及时有效的进行环境保护,而膜分离技术对于解决环境污染问题来说具有重要的作用。膜分离技术是指以选择性透过膜为分离介质,当在两侧施加某种推动力时,原料测组分就会选择性透过膜,从而达到分离和提纯的目的。它能够在苦咸水淡化、饮用水处理、环境工程以及资源再生等领域起到很重要的作用,而且我国的膜分离技术水平在国际上也处于先进行列,对于在环境保护方面的技术开发也有了不错的成绩,所以膜分离技术作为一种已经较为成熟的技术能够对我国的环境保护工程起到很大的作用。
1膜分离技术概述
1.1膜分离技术的特点
膜分离技术的特点首先表现在它的能耗低,这对于解决我国能源消耗的问题有重大意义。其次是在常温下进行的膜分离技术对于热敏感物质的分离具有很好的效果。第三是膜分离技术在反映过程中物质属性固定,极少产生新的污染,这一特点能有效进行废水处理。第四是膜分离技术所需设备简单好找、便于维修,所以能大范围的适用。第五是膜分离技术设备一旦运用后期的管理和运行非常的简便,这对于膜分离技术的产业化发展具有重要的意义。
1.2膜分离技术与传统过滤比较
在传统的过滤过程中,往往要使用非常复杂的物理方法和器械,所以使用起来非常麻烦,而膜分离技术采用的分离方式都具有能耗低、操作简单的特点,整个膜分离的过程可以不进行化学反应,所以也不会产生新的化学污染,因此也被广泛的适用。
1.3膜分离技术和环境保护的关系
膜分离技术应用的范围非常的广泛,也正是因为膜分离技术的特点和优势,这项技术被我国广泛的运用到环境保护当中,膜分离技术的使用对于环境的保护具有重要的意义。膜分离技术主要是利用外部能量以及化学位差当作动力,结合一些天然膜或是人工合成膜以及一些其他的多分组溶剂将其膜进行分离。对于一些固态或者气态的物体,膜分离技术可以有针对性的对其进行处理,从而达到一定的排放标准,这点对于我国的环境保护工作是非常有帮助。
2膜分离技术在环境工程中的应用
膜分离技术根据分离过程可以分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(G)S、液膜(LM)、集成膜技术(lMT)等多种膜分离技术。下面介绍膜分离技术在环境工程当中的应用。
2.1微滤(MF)
微滤的基本工作原理属于筛网过滤,它以静压为推动力,把小于膜孔的粒子、细菌以及胶体通过滤膜,而大于膜孔的粒子、细菌以及胶体则被截留在了膜面上,这就使得大小不同的粒子等得以分离。微滤过滤具有操作压力低,对水质的适应能力强以及占地面积小的优点,它作为一种经济的微过滤方式在饮用水处理方面应用非常的广泛,可以代替原来常规的澄清过滤和二沉池,微滤方式在水质波动较大的时候仍然可以进行连续的处理。它也可以运用到废水的预处理当中,降低废水的浊度和悬浮物,从而为后期的水处理提供便利。微滤的过滤方式主要有死端过滤和全量过滤两种,死端过滤具有低能耗、高产出的优点,但是这种过滤方式的滤饼层随着过滤时间的增加逐渐的增厚,溶液的透过量随之降低,所以如何及时清洗滤饼、恢复水通量成为死端过滤的主要问题。
2.2超滤(UF)
超滤属于压力驱动膜,它的工作原理是筛分过程。超滤主要是针对固体颗粒物、悬浮物等大分子物质的分离,此项技术被广泛的运用到废水再生的项目当中,从而取得良好的环境和经济效益。但超滤膜的大范围的应用也面临一定的阻碍,最主要是超滤膜不能够经久耐用,换取新膜的价格由很高,同时膜通量不大,所以在我们的研发过程中,需要开发经久耐用、膜通量大、价格低廉的高质量高技术的超滤膜,这样才能更好的起到保护环境的作用。
2.3反渗透(RO)
反渗透膜相比于其他过滤膜来说,其对于污染物的选择性不高,几乎能适用于各种污染物,并且反渗透膜的过滤效果高,能够有效的去除污染物,过滤出水质较高的水,所以在饮用水的过滤上主要采用这种膜分离技术。并且反渗透膜对于城市污染、工业废水以及垃圾渗透液的处理也具有独特的作者,比如在垃圾渗透液中因其含有各种污染物的浓度都很高,所以很难运用传统的活性污泥法来进行处理,而反渗透膜因其高效的过滤效果就能很有效的解决这个问题。但反渗透膜主要面临的问题是膜污染和浓差极化,所以在日后的开发研究中需要开发具有超低压、耐高温和抗氧化能力强的膜材料。
2.4集成膜技术
集成膜技术指的是将膜技术的优点与其他传统工艺的优点进行技术组合,这样的组合对于单项膜技术和传统工艺本身缺点能有效避免以及大大降低生产成本都具有重大的意义。比如可以采用生物发酵制取无水乙醇,这时需要把膜反应器、蒸馏和渗透汽化等方法进行组合集成。采用集成膜技术不仅可以高效的进行污染物的去除,而且能够把各种污染物变为可以利用的物质,这样就能有效的减少环境的污染。
3结语
膜分离技术对于预防和治理水污染、大气污染、固体废料污染都具有重要的作用,环保部门应当充分重视膜分离技术在环境保护工程中的作用,要在现有的膜分离技术的基础上进一步的开发和创新,然后再全国各地大力推广高效环保的膜分离技术,让膜分离技术在全国范围内适用起来,从而对环境保护工程领域起到更加高效的作用,促进我国环境保护工程的发展。
参考文献:
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