膜技术在水处理中的应用与发展研究

　　[摘 要]随着我国社会的不断发展进步，人类进入了高速发展的时期，首当其冲的，水资源短缺是人类发展的过程中遇到的巨大的问题，伴随着的材料科学的发展以及膜技术的成熟，相较于传统的水处理技术，膜技术应用于水处理是现代水资源处理的新思路。膜材料科学的研究，从生物学出发，发挥了膜的分离各类物质的重要作用，在新型膜技术当中，我们的可以通过设计膜的各种性质，来使得膜材料能够选择性分析废水当中的有害物质，从而达到处理的水资源的目的。基于此，本文对膜技术在水处理中的应用与发展进行分析。
　　[关键词]膜技术；水处理；发展趋势
　　中图分类号：S703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）24-0167-01
　　1 膜技术概述
　　膜技术是随着现代生物学与物理学的发展而诞生的，膜技术类似于生物细胞的细胞膜，对于膜两侧的有一些物质可以选择性透过，因此，膜技术在水处理方面有着客观的前景。当前的我们的所研究的膜技术，一般为分离性材料制作而成，制作出来的膜具有一些特殊的物理性质，我们所使用的膜有特殊的材料制作而成，在使用的过程中，我们的膜能够有效的将过滤物质中的杂质或有害物质过滤出来，从而达到的净化水资源的目的。膜技术的相较于传统的水处理技术，不必使用酸碱等原料对杂质进行沉降过滤，可以直接将需要处理的水通过膜技术形成的特殊膜材料，就可以将水资源进行处理，具有高效、便捷等优点。随着世界淡水资源逐渐紧张，对于海水、苦碱水、废水等水进行净化，形成人类能够饮用的淡水资源是一项非常关键的技术，我国在水资源净化方面的起步较晚，可以预料的是膜技术的许多发达国家净化水资源的研究方向之一，我国的膜技术方面，应该去借鉴其他国家的成果，早日掌握较为先进的膜技术，不但可以缓解水资源紧张的问题，还能够在一些其他领域发挥出巨大的作用。
　　2 膜技术在水处理中的应用
　　2.1 反渗透膜在饮用水处理的应用
　　目前膜技术利最为广泛的技术就是反渗透技术的利用，如在处理饮用水方面。反渗透膜原理就是利用半透膜的选择透过性，微粒较小的物质就不具备这种特性。由于半透膜两端液体浓度不一样，由于渗透压作用，当那边渗透压较高，溶液会流向那边，反渗透膜就是在其渗透压高的溶剂中施压，反渗透作用的体现就表现在：溶液会向浓度较低一侧流动。在对水进行处理中利用反渗透膜，对要处理的水进行加压，反渗透膜处理废水中微粒子过后，实现了淡化处理水资源的目的，这就是人们可以直接饮用的水。传统处理水时，利用化学沉降过滤处理，反渗透膜相比更具有先进性。在对水资源进行处理时，用超低压反渗透膜处理就会人们饮用的水更为健康，而且可以使用矿化方式，就会使得到的水营养价值更高。
　　2.2 膜技术在给水中的应用
　　膜技术的发展对于给水带来的便捷性是不言而喻的。一直以来，城市水资源的给水问题一直是城市建设的巨大问题，例如，我国为了缓解北京、天津等地区水资源紧张的问题而进行的南水北调工程，就是典型的解决给水问题而进行的水利工程，而发达国家随着膜技术的成熟，已经成功利用的膜技术解决的城市或偏远地区的给水问题。法国建设有世界上最大的膜净水厂，以膜技术为核心，通过膜技术来对城市废水、地下水、工业水资源进行处理，充分利用现有的水资源完成城市淡水的供应，最高可以达到每天净化34万立方米的水资源，保障的大城市的给水问题。美国掌握着世界上的最先进性的膜处理水的技术，建设在美国科罗拉多州的膜法净水厂，膜技术的已经实现反渗透净化技术，可以过滤到水资源中的溶解性物质，有效保证了水资源的安全性。随着膜技术的成熟，在水资源处理技术方面相较于传统的处理技术差距将越来越小，最终可以实现的以最小的代价处理大量水资源，满足城市给水的需求。
　　2.3 在重金属废水处理中的应用
　　电镀厂镀件的洗涤水、废石场的淋浸水、有色金属冶炼厂的除尘排水、选矿厂尾矿的排水、有色金属加工厂的酸洗水、钢铁厂的酸洗排水以及矿山排出的废水主要都是重金属废水。若废水是重金属污染，生物就会得不到降解而且毒效潜伏时间较长，给周遭环境造成很大的危害。一般传统上采用中和沉淀处理技术，往往排放达不到要求，在浓缩废水时可以利用膜分离技术，可以对废水中有价的重金属进行提取，而且经过膜分离技术处理后往往可以实现两方面的目的：渗透液可以进行回收，而且对废水进行了处理达到了排放要求。
　　2.4 在造纸废水处理中的应用
　　造纸行业离不开水，就会产生很多废水，会对环境造成严重的污染。在处理废水中采用膜分离技术，就会对废液中有价值的物质如木质素磺酸盐以及木质素等进行回收利用并进行浓缩，在废水中去除有机氯时可以利用，漂白中也可以用于脱色。除此造纸后PH的范围很宽，废水温度会很高，就要在选择高分子膜方面选择耐化学药品以及耐温性能的，如聚乙烯异相阳、阴离子交换膜、聚砜酰胺以及聚砜一些聚合物制成的UF膜等。
　　2.5 正渗透技术在垃圾渗滤液浓缩中的应用
　　正渗透技术对水的处理不需要依靠额外的驱动力，而只需利用原料液与汲取液之间的渗透压差即可实现膜的自动分离，但渗透压差自主膜分离的实现必须满足几个必要条件：汲取液可以提供一定驅动力，选择性渗透膜及膜组件允许水分子通过但不允许其他溶质通过，汲取液稀释后再浓缩。垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，主要污染物有重金属离子、有机物、氮类化合物等，采用一般的处理方法效率不高。而采用正渗透技术，以氯化钠作为汲取液，以CTA为渗透膜，可以达到较高的处理效率和出水率，将多种污染物截留出来，且对膜通量影响较小。正渗透技术在垃圾渗滤液处理中的应用所具有的较好效果已在实践中得到了验证，目前该技术还在不断的发展与改进之中。
　　3 膜技术应用于水处理的前景
　　从技术角度出发，膜技术应用于水处理技术，极大的提高了水资源处理的效率，随着膜技术的成熟，膜技术将能够比传统的生化处理技术具有更加有利的水资源处理方式，使得水资源中的各种有害无机物、有机物都处理掉。膜技术还可以与传统法的水处理技术相结合，在膜技术没能达到净化程度非常高时，膜技术可以作为水资源处理的第一部操作进行，有效减少水资源中的各种杂质，然后进行后续的净化操作。膜技术往往利用的是一张复杂的复合材料膜来对水资源进行净化，因此经济性可能不如传统的水处理技术，随着技术的进一步成熟，实现膜材料的重复利用化之后，膜技术就能够的广泛的应用于各种水资源处理的地方，有效的保证水资源的处理，因此，膜技术在水处理方面的应用具有较大的市场前景。膜技术在水处理方面成熟后，经过净化的水资源将具有非常高的纯净度，对于的环境保护的贡献是极其巨大的，并且大大缓解了人类的水资源危机，因此，膜技术应用于水处理，对于人类的未来也是大有裨益的。
　　结语
　　膜技术作为一项新兴的高新技术，其应用于水处理方面具有极大的市场前景，面向人类亟待解决水资源问题具有极高的潜力。在当前膜技术的发展水平上，对膜材料进行进一步研究，更高的发挥膜分离技术的优势，制造出性能更加优越的分离膜是膜技术发展的关键所在。膜技术应用于水处理，具有简单高效、效果优秀的优点，是未来水资源处理技术发展的核心所在。
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