摘要：近年来，膜分离技术已成为食品加工、废水处理、生物制药、石油化工等方面的重要分离手段。而反渗透和纳滤作为主要的水处理分离膜，在膜分离领域占有重要地位，它是一种利用一张特殊制造的、有选择透过性的薄膜，在外力推动下对混合物进行分离的方法。这种方法脱离了传统的化学处理范畴，转入到了物理固液分离领域，在水处理领域中发挥着越来越重要的作用。
关键词：工业水处理；膜分离技术；应用研究
1 膜分离技术的优点
1.1 膜分离过程中能耗低
和蒸馏、蒸发、吸收、萃取、吸附等分离过程相比，膜分离过程大多数都不产生相变，这样就不会产生相变过程的能耗；此外通常膜分离过程都是在低温或室温条件下进行，这样被分离物的冷却或加热的能量损耗很少。反渗透法是典型的膜分离法，取40%水回收率，其与其它分离法的能耗情况比较如：反应透、溶液萃取、冷冻的消耗的动力（KW．h/m）分别为3.5、25.6、9.3，消耗的热组（KJ/m）分别为16911、92048、33472。
1.2 膜分离效率高
膜分离技术可以对纳米级(nm)的物质进行分离，而絮凝、沉淀、混凝等以重力为机理的分离技术分离的物质最小极限是微米级(μm)。所以采用膜分离技术可以有效地去除水中的色度、嗅味、消除副产物前体和病毒、细菌及其它有机物等微生物，能够使处理后的水质明显优于其它水处理方法。
1.3 膜分离过程操作简单
由于膜分离设备在常温条件下工作，并且自身没有运动部件，所以维护方便，工作可靠度高，操作过程也十分简单。根据水质的质量要求进行膜的选择，可以提供可靠稳定的水质，经处理后的水质与原水水质无关，与运行环境也无关。
2 膜分离技术的种类
2.1 微滤
微滤分离技术是根据筛分原理以压力差作为推动力的膜分离过程。微滤分离技术主要用于过滤0.1—10μm大小的颗粒，在城市污水处理和饮用水生产方面应用广泛。
2.2 超滤
超滤是一个压力驱动的膜分离过程。应用超滤分离技术时，溶剂和小分子溶质将透过膜，而大分子溶质则被薄膜截留，超滤其孔径范围为0.05—1nm。
2.3 纳滤
纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种分子级的膜分离技术，它的一个显著特点是具有离子选择性。因此，广泛应用于河水及地下水中农药、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质的去除。
2.4 反渗透膜
反渗透是在溶液的液面上施加一个大于渗透压的压力时，溶剂将与原来的渗透方向相反，从溶液向溶剂一侧流动的过程。反渗透膜在高压情况下只允许水分子通过，具有很高的溶质脱除率。
3 膜分离技术的研究现状
随着膜分离技术在工业废水处理中的广泛应用，膜分离技术也取得了很大的研究进展，具有代表的膜分离技术最新研究进展主要有电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤、膜蒸馏等。
下面分别进行简要介绍：电渗析是以直流电为驱动力的物质分离过程，借助阴阳离子的交换膜对水溶液内阴阳离子的选择性透过，使一侧水体内的离子经过膜渗透到另一侧水体中；反渗透技术是以压力为驱动力，借助反渗透膜只可以透过水但不能透过溶质的选择透过性，从含有有机物、无机物和微生物的水体内，分离提取纯水的物质分离过程；超滤以压力为驱动力，借助不同孔径的超滤膜对液体进行物质物理分离的筛分过程；纳滤是以水压为推动力，它是介于超滤和反渗透之间，近几年发展较快的一项膜技术；微滤的孔径范围通常为0.1-75μm，介于超滤和常规过程之间，它是一种精密的过滤技术；膜蒸馏过程是蒸发过程与膜技术相结合的新型分离技术，膜的一侧直接或间接地和冷的水溶液接触，另一侧和热的待处理水溶液进行直接接触，热一侧的水溶液内的水在膜表面产生气化后，气态经过膜孔渗透到冷一侧，同时液相的水溶液被多孔疏膜阻挡在热侧，这样就进行了气相水分离。
4 应用研究
随着我国加工工业的增多，含有大量化学物质的工业废水的排放量也在日益增多，这对我国的社会环境和人类的身体健康产生了很大的影响，为了保障社会的可持续发展，应当对工业废水进行严格的净化处理。在国家倡导的绿的环保有机化工废水处理过程中，膜分离技术所产生的作用越来越明显，并在一些含有有毒气体以及有毒微生物的工业水处理中发挥了自身的优势，并得以广泛的运用。在对有机化工工业排放出来的工业废水进行处理的过程中，膜分离技术的应用发挥着重要的作用，在含有硝基苯胺、酚废水中，膜分离技术得以很好的应用，NaOH溶液为内相试剂结合-113B为表面活性剂组成溶液，将废水中含有的硝基苯进行处理，最终将传质动能学得以研究出来。经过膜分离技术处理后的有机化工工业废水跟国家规定的三级排放标准相互吻合，达到了国家倡导的绿色化工工业发展；在一些轻工业工厂排放的废水中，膜分离技术将柠檬酸、造纸废水等进行相应处理，在这一领域，膜分离技术得以广泛的利用；在一些医药、食品化工工业领域所产生的工业废水中含有大量的柠檬酸，这就直接造成了一些损失，运用膜分离技术对其进行分离，不仅能将工业废水中的柠檬酸提取出来，对废水中含有的CODcr也会有不同程度的降低，这就达到了国家倡导的经济环境可持续发展的目标。
4.1 膜分离技术在供水处理中的应用
（1）制取饮用水
饮用水的纯化和净化是从中去除小颗粒悬浮物、溶解性有机物以及有毒化合物等有害物质。微滤可以有效去除小颗粒有机物和悬浮固体；超滤对溶解性有机物有很好的去除效果；纳滤可去除部分硬度、重金属以及农药等有毒化合物；反渗透则对几乎所有有害物质都有很高的去除率。因此，欧、美、日等发达国家将膜分离技术作为本世纪水处理领域的一项高新技术，也是当前促进和保证社会稳定的关键技术之一。此外，反渗透技术在海水淡化领域中的作用越来越重要。采用这种技术制取的饮用水水质优良，完全满足国家关于饮用水水质的相关标准。
（2）工业用纯水供水
反渗透水处理技术广泛地用于各个工业领域，它一般是工业用纯水设备的核心技术，且出水水质完全符合相关的国家标准。如北京同仁堂集团等越来越多的药厂的制药用纯水、洗瓶用纯水和药检用纯水均是采用反渗透工艺制取，又如利用纳滤与低压反渗透工艺对火电厂的锅炉补给水进行处理。
4.2 膜分离技术在废水处理中的应用
膜分离技术在废水处理方面的研究和应用几乎涉及到废水处理的各个领域，包括能源、电子、石化、医药卫生、重工、轻工、食品、造纸、印钞和人民日常生活及环保等领域。如石油化工的生产过程中会产生许多含油废水，用化学或电解法将其废水进行处理，不但油水分离难度较大，而且费用较高，而采用膜分离技术处理可直接将油水分离。又如机械加工中会产生大量冲洗水，这些废水具有非常高的重金属离子含量，此时若采取化学沉淀、离子交换等传统方法进行废水处理，则很难获得满意的效果。而采用膜分离技术对重金属废水进行处理不但工艺简单，而且去除率更高。
5 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，因而该项技术需要不断的加强完善，从而更好的运用于现代水处理环境工程中。膜分离技术包括了方便、环保、易于操控以及经济耗费低、回收水资源重利用率高等多项优点，所以国家应给予大量的经济支持和技术支持来发展此项技术，为国家的可利用水资源开发更多的供水渠道。总而言之，膜分离技术为国家的发展奠定了强大的技术基础之一。
参考文献：
[1]陈思贤，曹娟.膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].工业工程与技术，2014（8）.