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摘要: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,面对各种环境污染问题,需要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作用。本文主要探究了环境工程与膜分离技术,以供参考。
关键词:环境工程;膜分离技术;应用
引言
膜分离技术在环境工程项目中的广泛使用不仅有效地提高了环境污染处理与预防的工作质量,还大大地节省了人力和物力资源,膜分离技术在处理和预防废气、废水、废液等方面均发挥了非常显著的作用,为了更好地推进我国环保项目的建设,环保相关机构需要密切关注膜分离技术在环境工程项目中的应用,积极探究,不断地改进,使得膜分离技术的应用更具有科学性和可行性。
一、膜分离技术概述
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。
2、膜分离技术与传统过滤技术的比较
膜分离技术和传统的分离技术相比较,使用膜分离技术避免了像陈旧的分离技术那样需要适用助剂来帮助分离,这就节约了很大的成本费用,间接的提高了经济效益,该项分离技术利用各种混合物质具备不同的物理特征进而来对其进行分离,还可以利用混合物质通过膜速度的快慢来对其进行分离;膜分离技术是目前该领域当中最先进的技术,能够适应多种不同机理种类的膜分离过程的需求;膜分离的全过程能够在日常温度环境下就可以进行实施,没有化学反应的现象,低能耗好效率,在分离的全过程当中不会对环境产生任何的污染,操作程序和工艺都较为简单易行等多个优点,和陈旧的分离技术对比来说更加的适用于热敏性物质的分离方面,该项技术独有的技术性能在众多行业和领域都得到了普遍的运用。
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。
二、膜分离技术在环境工程中的具体应用
1、微滤技术在环境工程中的应用
微滤的工作原理是筛网过滤,以静压为推动力,当颗粒、细菌等杂质的规格处在0.1-10Lm之间时,分离过程应尽量使用微滤的方法,该方法能够较好地与液体结合,一般在饮用水处理过程中应用十分广泛,与传统的过滤方法相比,微滤可以代替原来常规的澄清过滤和二沉池,有效地缩小过滤池的占地范围,同时在水质发生很大的变动时,过滤操作的效果仍然很好,具有较好的经济性。微滤技术应用于废水的预处理中,可以有效地降低废水的浊度和悬浮物,为后续的水处理工作提供较大的便利。微滤技术一般分为错流过滤和死端过滤两种处理方式,当废水浓度过高时使用错流过滤,死端过滤也称为全量过滤,主要特征就是能耗较低,同时能够最大程度地对废水进行处理,但也有其弊端,长时间的过滤工作,会造成过滤层被杂质堵塞,因此会影响过滤效果,并且后续的清洗工作难度较大。
2、超滤技术在环境工程中的应用
该项技术的原理与筛选原理相似,通过筛选出废水中的大分子物质、胶体、固体颗粒物以及悬浮物等以达到净化水体的目的。当前该项技术主要运用于汽车工业以及电气工业中的电泳漆废水处理当中。超滤膜属于压力驱动膜,在对电泳漆废水处理时,将其中的金属离子杂质进行有效筛选,从而实现重复利用。但是在利用该项技术时,随着时间的增长,超滤膜的通过量会逐渐下降,情况严重的还会导致膜污染以及浓差极化的情况。不仅如此,通常需要开展较为复杂的预处理方能有效利用超滤技术,并且其成本费用高昂,所以在推广与应用过程中会受到一定制约。
3、反渗透膜分离技术在环境工程中的应用
反渗透技术是现阶段发展中最先进的一种节能的分离技术。主要就是在高于溶液的渗透压力的影响之下,在仅能允许水透过且其他物质无法透过的半透明的截流作用影响之下,将溶液中的溶质与溶剂进行分离处理。通过反渗透膜自身的分离特征,则可以去除在水中含有的各种杂质,如胶体、有机物、溶解盐以及细菌等物质。此种方式具有无污染、能耗低且操作简单的特征,是一种工艺较为先进的技术手段。而在水处理环境工程中应用反渗透膜分离技术主要的作用就是去除水中盐。在我国,反渗透膜技术主要就是在大型的锅炉补给水中应用,在一些工业纯水、饮用水的市场中也有所应用。而现阶段在,电子行业、半导体发展、制药与医疗领域、食品与医疗、化工与环保、冶金与纺织等行业中此种技术也逐渐发展起来。
4、纳滤技术在环境工程中的应用
纳滤技术是一种介于反渗透与超滤之间的新型膜分离技术,其属于一种压力驱动的过程,该项技术具有强大的选择离子的能力,能够清除水体中超95%的二价离子。不仅如此,纳滤在清除一价离子上也呈现出强大的功能,通常能将45%-85%的一价离子清除。当前在对河水、地下水等废水处理中应用该项技术获得了现在的成效,可以在很大程度上将硝酸盐、低分子有机物以及农药等多种含在河水与地下水在中的有害物质清除。而且,相较于反渗透技术来说,该项技术的操作费用以及投资费用都有所降低,使得整体处理成本得以下降。然而,因为该项技术对于水质有着较高要求,因此必须开展复杂的预处理工作,并容易产生污染,所以在实际应用与推广过程中也受到了一定程度的限制。
5、集成膜技术在环境工程中的应用
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。
三、结束语
膜分离技术是生物化工技术中的重要组成部分,而且随着科技的发展膜分离技术也不断的更新,分离的范围更广,分离、提纯的效果更佳。针对不同的化工产品需要采用不同的膜分离技术,进而更好地服务于各个行业,为生物化工技术水平的提升以及应用范围的扩展提供有利的条件。虽然我国在膜分离技术中已经取得了一定的进展和成绩,但是仍然有很多分离、提纯问题无法解决,所以还需要加强对这方面的研究。
参考文献
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