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摘要：膜分离技术是一种典型的通过物质在膜中渗透能力不同来达到分离混合物中各种物质的目的。膜分离技术主要是在环境工程处理中采用选择性能较为特殊的薄膜，利用外力作用对混合物分离、提纯及浓缩等环节的一种新型分离技术。将膜分离技术应用在水处理行业过程中，可切实提升水处理出水水质，控制水处理成本。
关键词：污水处理；膜分离技术；技术应用
引言
随着科技的快速发展，水处理行业中的膜分离技术种类不断增多，性能更加完善。将膜分离技术应用在水处理过程中，可切实提升出水水质标准，不会发生其他化学反应，不会对水体造成二次污染。通常使用的膜分离技术是指在使用薄膜对不同粒径分子或者不同形态的混合物进行有选择性的分离的技术，工业上使用较多的是具有特殊性能的半透膜又可以称分离膜或者滤膜。
1.膜分离技术的特点
膜分离技术的分离效果远高于传统的化学分离办法，且分离的精细程度很高，对环境的破坏小，是一种绿色环保的处理方法，在未来具有很广阔的发展前景。首先，利用膜分离技术得到的溶液不会发生相变，而仅仅是对溶液中的某个成分进行了分离和提纯，将原本的混合溶液变为所需要的溶液。膜分离过程的装置很简单，只需要有容器、动力装置和半透膜即可。通过动力装置带动溶液流经半透膜，这种净化效率很高，对于生产企业来说能够有效提高生产效率。另外，相较于传统的化学沉淀法进行分离时，反应开始后就无法停止，直到所添加的试剂消耗完，膜分离技术是一种可以调控的处理过程，在反应时，停止对溶液的动力引导就能停止处理，十分便捷。
2.膜分离技术的原理
2.1物理性质原理
主要是在几何形状、质量及体积等表现出的不同之处，膜与不同混合物相结合表现出的物理性质具有一定的特异性，主要用于对混合物的分离。
2.2化学物质应用原理
主要是在分离膜中混合物的通过速度，通常情况下速度可分为两种，一是经由膜表面接触混合物并通过一定方式进入膜内而被称为溶解速度；二是进入到膜内后，由膜表面逐渐扩散到膜另外面的速度。混合物及用于分离的材料膜化学性质对于溶解速度具有决定性作用，而扩散速度不只是由混合物及用于分离的材料膜化学性质所决定，与物质的相对分子质量之间存在较为密切的关系。
3.膜分离技术中的优势
膜分离技术是目前一种新兴的技术发展方向，能够与许多传统生产企业相结合，发挥更大的价值。一方面，膜分离技术对环境要求很低，可以在常温条件下完成净化与分离，反应过程中也可以随时加以控制，更有利于生产企业对成本和生产的调控与配置。膜分离技术的设备成本较低，相较于传统的化学净化和处理办法，能够达到节约成本、扩大经济效益的目的。另一方面，膜分离技术更加符合可持续发展的要求，对水资源和工业原料进行回收利用，反应过程高效节能，具有很广阔的发展前景。利用膜分离技术还可以得到纯水，在化工实验和工业生产中得以广泛应用。
4.膜分离技术处理方法
4.1微滤法处理
微滤法的膜分离技术主要是指借助溶液本身的重力作用作为引导动力，将溶液引导流经薄膜处进行处理的过程，一般在水压在50Pa至100kPa内的处理效果都能够达到要求。由于微滤法是一种压力过滤法，微滤法所使用的薄膜会比其他薄膜略厚一些，防止出现破损和划伤的情况。微滤法的薄膜微孔直径大约在0.1μm至20μm之间，即超过20μm的物质会被隔离在薄膜之外，对于溶液中的悬浮物和不溶于水的物质都能够有效去除。因此，微滤法的处理过程被广泛应用在了悬浊液的处理中。目前在实际生产过程中，微滤法所使用的薄膜材质有聚酰胺、聚丙烯和聚四氟乙烯等。薄膜的结构是将材料烧制使其表面形成一些微孔，再与生物反应器耦合后制作成可以直接使用的微滤器。
4.2渗析法处理
渗析法可以分为压力渗析和电渗析两种。压力渗析是指在对废水进行处理时，借助水的扩散性，使水中溶解的细小颗粒在扩散的过程中吸附在薄膜外侧，使薄膜两侧出现浓度差，借助浓度压力对溶液起到动力作用。由于压力差的存在，浓度高的一侧溶剂，即水，会不断透过薄膜向另一侧渗透，而无法穿透薄膜的大分子则会被阻挡在外，导致薄膜两侧的浓度差不断提高。目前，渗析法主要被应用在工业废水的处理中。电渗析法是给溶液通电，在电场的作用下，溶液中的带电粒子会发生定向移动与分离，而中性的粒子则不受影响。电渗析主要被应用在化工处理中，能够实现溶液的脱盐，一些被分离后的离子可以充分回收利用，对生产企业控制成本十分有利。
4.3渗透法处理
渗透法所使用的薄膜微孔孔径很小，一般小于0.002μm，可以实现溶剂与溶质的分离，得到的纯水多用于工业生产、化学实验和医疗等领域，具有十分广阔的发展前景。另外，渗透法可以将溶液中的贵金属离子进行过滤和回收，对于生产企业而言，能够实现对成本的控制，是一种绿色环保、经济价值较高的膜分离技术。另外，对于一些苦咸水的脱盐过程，渗透法也能够发挥其价值。苦咸水中含有的成分十分复杂，且与地域性有较大关系，无法统一使用一种或一组薄膜进行处理，利用渗透膜，能够实现对水的直接提取。膜渗透法相较于蒸馏法，对能源的消耗更低，净化效果更好。
5.膜分离技术在污水处理中的应用
5.1膜分离技术在生活污水处理中的应用
随着城镇人口的不断增多，生活污水产量逐年扩大，为有效处理生活污水，使其能够更好实现循环利用目标，可将膜分离技术应用在生活污水处理工艺中。在传统生活污水处理装置内部增设侵入式膜装置，使城市污水能够达到更好的处理与回收利用，同时降低处理工艺占地面积。
5.2膜分离技术在工业水系统中的应用
一方面，膜分离技术在海水淡化过程中，通过反渗透膜、电渗析膜分离技术的应用，实现海水内的盐分能够被分离。其中，反渗透膜分离技术主要是为了淡化海水而研发出来，通过对海水进行淡化分离处理，能够更好解决沿海地区用水紧张问题；另一方面，借助膜分离技术，制取饮用水。现阶段制取饮用水最常用的膜分离技术为纳滤膜与反渗透膜技术。通过将水体中对人体有害的物质分离出来，使水体能够达到最高饮用标准，保障大众用水安全。
5.3膜分离技术在废水处理中的应用
膜分离技术在废水处理中的应用已经经过了多年发展历史，应用覆盖面涉及到石油、化工、纺织等各个行业。随着对水资源循环利用、深度处理效果提出了更高要求，为从根本上提升水资源利用率，缓解国内用水紧张问题，将膜分离技术高效应用在废水处理过程中也逐渐兴起。在工业废水处理行业中，通过在原有处理装置基础上增设膜过滤装置，使过滤后的水体悬浮固体含量等被控制在标准范围之内，已经有了较为广泛的应用。在处理重金属废水期间，可利用乳状液膜处理方式，使重金属废水中的杂质能够被充分析出，从而保障此类废水能够得到循环利用。在处理造纸厂废水期间，相关研究人员通过将无流动载体组成的液体膜分析技术进行不断优化，使其获得更加显著的废水处理效果。同时，将微滤膜与纳滤膜分离处理技术进行有机结合，加入适当的絮凝剂，使造纸厂废水水质能够更好地达到国家排放标准。
结束语
综上所述，膜分离技术是一项新兴科技，目前在污水处理和净化中得到了更加广泛的应用，有效降低了企业的生产成本，为水生产企业带了更大的经济效益，为保护环境，实现可持续发展做出巨大贡献。
参考文献
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