膜分离技术在水处理环境工程中的有效利用
摘要：随着科学技术的不断革新，膜分离技术已成为水处理环境工程中一种新型处理技术。在水资源日益减少的情况下，提高水资源利用率是避免水资源走向枯竭的一项重要措施。膜分离技术能够将污水中的污染物分离出来，从而不断提高水资源的利用效率。本文具体分析了膜分离技术在水处理环境工程中的有效利用，并研究和探讨了膜分离技术在水处理环境工程的应用措施。
关键词：膜分离技术；水处理；环境工程
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0106-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.063
Abstract： With the development of science and technology， membrane separation technology has become a new type of treatment technology in water treatment environmental engineering. In the context of declining water resources， improving the utilization of water resources is an important measure to avoid the depletion of water resources. Membrane separation technology is a new type of technology that can separate pollutants from sewage and continuously improve the utilization efficiency of water resources. This paper analyzes the effective use of membrane separation technology in water treatment environmental engineering， and studies and discusses the application of membrane separation technology in water treatment environmental engineering.
Keywords： Membrane separation technology； Water treatment； Environmental engineering
膜分离技术最早出现于20世纪初，是20世纪60年代迅速崛起的一项新技术。随着工业技术的不断革新，人们生活物质水平提高的同时，应用于工业生产过程中的化学材料也在逐步增加，各种化学材料生产过程中会排放出大量含有化学物质和重金属的对人体有害的污水，这些工业废水如果未能得到有效处理，必然会减少有效的水资源。因此，运用膜分离技术对工业废水和污水进行处理，可使处理后的污水再利用，不仅提高了水资源的利用率，还能减少水污染等社会环境问题的产生。
1 膜分离技术
1.1 膜分离技术的基本原理
膜分离就是将膜对不同物质进行分析，然后将具有不同物理性质的物质组合成为混合物，使混合物具有筛选的功能，从而能够有效地分离液体中的分子[1]。膜具有渗透性，在不同的混合物中，膜的渗透性是不同的。膜分离技术在食品、污水处理和化工生产中都得到广泛的应用，因此，膜分离技术的发展非常迅速。与传统的分离技术相比，膜分离技术具有净化效果好、功能较多、操作简单并且不会造成二次污染的优点，因此在各行业领域中都能取得巨大的经济效益和社会效益。
1.2 膜技术的分类
1.2.1 超滤法
超滤法在膜分离技术中具有較强的使用效果，它能有效地去除水中的各种杂质。超滤分离技术主要是通过以压力化为动力，对不同分子质量的物质进行分离。这种方式具有操作简便、能耗低、效率高等优点。它通常在水中存在较大颗粒物质或存在胶体时采用。
1.2.2 微滤法
微滤分离技术属于静态过滤，是分离分子效果极佳的分离技术。它主要是通过压力差来推动膜将水中的杂质分离出来，这种分离技术主要应用于工业废水的处理，它能够将细小的颗粒物质、细菌、悬浮物和微生物都进行有效的分离，因此具有效率高、速度快的特点。
1.2.3 纳滤法
纳滤法是20世纪80年代后期发展起来的一种膜分离技术，它能够有效实现分子颗粒的分离，能够在较低的压力下有效分离污水中的有害物质，还能够对分离的水资源进行进一步的软化[2]。但由于纳米分离技术应用严格，因此相较于其他分离技术而言，纳滤分离技术应用程度较低。
2 膜分离技术的特点
膜分离技术在20世纪初开始出现，但在21世纪才得以广泛的应用。膜分离技术具有效率高、能耗低和操作简单的特点。与传统的分离技术相比具有诸多优势。
2.1 分离效果
膜分离技术能够将废水中的有害物质进行有效的分离，能够通过沉淀、凝结等方式分离出微米级别的物质，具有能耗低、效率高的特点[3]。与传统的蒸馏分离方式不同，常规的处理方式会使得有机物在水质分离的过程中发生改变，而膜分离技术不需要温度和湿度等外在环境的要求，在室内就可以自动化地完成对水质的分离。
2.2 操作方式
膜分离技术的处理操作方式简单，在分离过程中不需要特定的环境，也不需要过多的设备和繁复的操作。在常温的状态下，采用膜分离技术处理水资源，不会损伤设备，也不需要专业技术人员定期对设备进行维修处理，因此，降低了经济成本和人力资源的消耗。此外，膜分离技术因为稳定性较强，操作方式简单，在进行废水的处理过程中，所能够提纯的水质比常规的方式更纯净，更能够保存水中有机物的性状。
2.3 无化学变化
膜分离技术操作原理简单，仅仅需要添加少部分的化学药剂就可自动进行水质分离，这不仅提高水质提纯的效率，还有效降低了成本，防止了二次污染的产生性。
2.4 适应性强
膜分离技术由于效率较高，能够进行自动化管理，因此设备的占地面积比较小。此外，膜分离技术处理的规模可大可小，可以连续操作，也可以间隙进行，能够很好地适应工业废水处理的需求。
3 膜分离技术在水处理环境工程中的应用
3.1 饮用水处理
相较于其他水而言，饮用水是比较干净的。随着社会环境污染问题的加重，饮用水中也存在着诸多有害的物质，人如果直接饮用，也会对身体造成一定的损害。膜分离技术因为操作简单、能耗低，在近年来广泛应用于饮用水提纯制取。超滤、微滤和纳滤等分离技术都可以应用于饮用水处理工作中，能够有效消除水中的微生物、细菌和悬浮物，提高饮用水的品质[4-5]。近年来，许多发达国家也逐步采用超滤和微滤分离技术净化饮用水，有效地提高了饮用水的水质。
3.2 工业废水的处理
随着科学技术的发展和人们物质生活水平的提高，各类环境污染也随之增加。其中，水污染是环境污染中最急需解决的污染问题。工厂排放的污水和废水不仅使河流湖泊等水域的水资源严重缺失，也使得水生物的生存环境遭到严重破坏。工业废水中含有不同种类的化学物质和重金属物质，对人体的身体健康造成严重威胁。为了有效地处理工业废水，实现污水的再利用，在选择膜分离技术方面要按照一定的原则来进行。对工业废水的处理，首先要对工业废水进行有效地检测，确定废水中的有害物质和污染物质，再选择合适的分离技术加以处理。若处理完成后水中依旧存在细菌等有害微生物，就需要选择微滤和纳滤等分离技术再次对水进行处理，从而提高工业用水的水质。
3.3 苦水咸水处理
开采水资源部队在进行水资源的开采和勘测时，无法预测水资源的水质。因此，地下水通常也不能达到人类的用水标准。膜分离技术不仅能够对废水进行分离处理，也能够淡化苦咸水。苦咸水主要存在于我国沿海地区，苦咸水的过量使用会降低人的免疫机制，因此，对于苦咸水的分离处理是非常重要。苦咸水的存在通常是酸碱配比不适合所导致的，因此可以采用反渗透和纳滤等分离技术对苦咸水进行分离处理。采用反渗透法处理苦咸水，若满足高压的条件，就能够直接淡化苦咸水，并保证处理过程的环保和干净。
4 总结
伴隨着人们生活水平的提高，对饮用水的质量要求也在不断提升，这在一定程度上催化了膜分离技术的产生和发展。膜分离技术的迅速发展，也使得膜分离技术在各行业领域中得到广泛应用，不仅用于常规的水处理方面，还应用于食品杀菌等各方面。但由于膜的使用寿命较短，成本昂贵，还要研究人员不断加强对膜分离技术的研究，使该项技术更好地适应现代化发展的需要。
参考文献
[1]张小平.浅谈膜分离技术在水处理中的应用[J].中国科技信息，2014，（15）：53-54.
[2]谢涤非.膜分离技术在水处理中的应用[J].工程建设与设计，2017，（18）：130-131.
[3]王靓.膜分离技术在水处理中的具体应用[J].低碳世界，2017，（36）：10-11.
[4]王莹，李冬，林英妮.膜分离技术在水处理中的应用[J].环境与发展，2017（05）：118，120.
[5]唐磊，龚丹洁，刘国华.浅析膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].农村经济与科技，2016（08）：71，76.
收稿日期：2018-03-28
作者简介：王水明（1981-），男，大学本科，中级工程师，研究方向为水处理。
关键词：膜分离技术；水处理；环境工程
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0106-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.063
Abstract： With the development of science and technology， membrane separation technology has become a new type of treatment technology in water treatment environmental engineering. In the context of declining water resources， improving the utilization of water resources is an important measure to avoid the depletion of water resources. Membrane separation technology is a new type of technology that can separate pollutants from sewage and continuously improve the utilization efficiency of water resources. This paper analyzes the effective use of membrane separation technology in water treatment environmental engineering， and studies and discusses the application of membrane separation technology in water treatment environmental engineering.
Keywords： Membrane separation technology； Water treatment； Environmental engineering
膜分离技术最早出现于20世纪初，是20世纪60年代迅速崛起的一项新技术。随着工业技术的不断革新，人们生活物质水平提高的同时，应用于工业生产过程中的化学材料也在逐步增加，各种化学材料生产过程中会排放出大量含有化学物质和重金属的对人体有害的污水，这些工业废水如果未能得到有效处理，必然会减少有效的水资源。因此，运用膜分离技术对工业废水和污水进行处理，可使处理后的污水再利用，不仅提高了水资源的利用率，还能减少水污染等社会环境问题的产生。
1 膜分离技术
1.1 膜分离技术的基本原理
膜分离就是将膜对不同物质进行分析，然后将具有不同物理性质的物质组合成为混合物，使混合物具有筛选的功能，从而能够有效地分离液体中的分子[1]。膜具有渗透性，在不同的混合物中，膜的渗透性是不同的。膜分离技术在食品、污水处理和化工生产中都得到广泛的应用，因此，膜分离技术的发展非常迅速。与传统的分离技术相比，膜分离技术具有净化效果好、功能较多、操作简单并且不会造成二次污染的优点，因此在各行业领域中都能取得巨大的经济效益和社会效益。
1.2 膜技术的分类
1.2.1 超滤法
超滤法在膜分离技术中具有較强的使用效果，它能有效地去除水中的各种杂质。超滤分离技术主要是通过以压力化为动力，对不同分子质量的物质进行分离。这种方式具有操作简便、能耗低、效率高等优点。它通常在水中存在较大颗粒物质或存在胶体时采用。
1.2.2 微滤法
微滤分离技术属于静态过滤，是分离分子效果极佳的分离技术。它主要是通过压力差来推动膜将水中的杂质分离出来，这种分离技术主要应用于工业废水的处理，它能够将细小的颗粒物质、细菌、悬浮物和微生物都进行有效的分离，因此具有效率高、速度快的特点。
1.2.3 纳滤法
纳滤法是20世纪80年代后期发展起来的一种膜分离技术，它能够有效实现分子颗粒的分离，能够在较低的压力下有效分离污水中的有害物质，还能够对分离的水资源进行进一步的软化[2]。但由于纳米分离技术应用严格，因此相较于其他分离技术而言，纳滤分离技术应用程度较低。
2 膜分离技术的特点
膜分离技术在20世纪初开始出现，但在21世纪才得以广泛的应用。膜分离技术具有效率高、能耗低和操作简单的特点。与传统的分离技术相比具有诸多优势。
2.1 分离效果
膜分离技术能够将废水中的有害物质进行有效的分离，能够通过沉淀、凝结等方式分离出微米级别的物质，具有能耗低、效率高的特点[3]。与传统的蒸馏分离方式不同，常规的处理方式会使得有机物在水质分离的过程中发生改变，而膜分离技术不需要温度和湿度等外在环境的要求，在室内就可以自动化地完成对水质的分离。
2.2 操作方式
膜分离技术的处理操作方式简单，在分离过程中不需要特定的环境，也不需要过多的设备和繁复的操作。在常温的状态下，采用膜分离技术处理水资源，不会损伤设备，也不需要专业技术人员定期对设备进行维修处理，因此，降低了经济成本和人力资源的消耗。此外，膜分离技术因为稳定性较强，操作方式简单，在进行废水的处理过程中，所能够提纯的水质比常规的方式更纯净，更能够保存水中有机物的性状。
2.3 无化学变化
膜分离技术操作原理简单，仅仅需要添加少部分的化学药剂就可自动进行水质分离，这不仅提高水质提纯的效率，还有效降低了成本，防止了二次污染的产生性。
2.4 适应性强
膜分离技术由于效率较高，能够进行自动化管理，因此设备的占地面积比较小。此外，膜分离技术处理的规模可大可小，可以连续操作，也可以间隙进行，能够很好地适应工业废水处理的需求。
3 膜分离技术在水处理环境工程中的应用
3.1 饮用水处理
相较于其他水而言，饮用水是比较干净的。随着社会环境污染问题的加重，饮用水中也存在着诸多有害的物质，人如果直接饮用，也会对身体造成一定的损害。膜分离技术因为操作简单、能耗低，在近年来广泛应用于饮用水提纯制取。超滤、微滤和纳滤等分离技术都可以应用于饮用水处理工作中，能够有效消除水中的微生物、细菌和悬浮物，提高饮用水的品质[4-5]。近年来，许多发达国家也逐步采用超滤和微滤分离技术净化饮用水，有效地提高了饮用水的水质。
3.2 工业废水的处理
随着科学技术的发展和人们物质生活水平的提高，各类环境污染也随之增加。其中，水污染是环境污染中最急需解决的污染问题。工厂排放的污水和废水不仅使河流湖泊等水域的水资源严重缺失，也使得水生物的生存环境遭到严重破坏。工业废水中含有不同种类的化学物质和重金属物质，对人体的身体健康造成严重威胁。为了有效地处理工业废水，实现污水的再利用，在选择膜分离技术方面要按照一定的原则来进行。对工业废水的处理，首先要对工业废水进行有效地检测，确定废水中的有害物质和污染物质，再选择合适的分离技术加以处理。若处理完成后水中依旧存在细菌等有害微生物，就需要选择微滤和纳滤等分离技术再次对水进行处理，从而提高工业用水的水质。
3.3 苦水咸水处理
开采水资源部队在进行水资源的开采和勘测时，无法预测水资源的水质。因此，地下水通常也不能达到人类的用水标准。膜分离技术不仅能够对废水进行分离处理，也能够淡化苦咸水。苦咸水主要存在于我国沿海地区，苦咸水的过量使用会降低人的免疫机制，因此，对于苦咸水的分离处理是非常重要。苦咸水的存在通常是酸碱配比不适合所导致的，因此可以采用反渗透和纳滤等分离技术对苦咸水进行分离处理。采用反渗透法处理苦咸水，若满足高压的条件，就能够直接淡化苦咸水，并保证处理过程的环保和干净。
4 总结
伴隨着人们生活水平的提高，对饮用水的质量要求也在不断提升，这在一定程度上催化了膜分离技术的产生和发展。膜分离技术的迅速发展，也使得膜分离技术在各行业领域中得到广泛应用，不仅用于常规的水处理方面，还应用于食品杀菌等各方面。但由于膜的使用寿命较短，成本昂贵，还要研究人员不断加强对膜分离技术的研究，使该项技术更好地适应现代化发展的需要。
参考文献
[1]张小平.浅谈膜分离技术在水处理中的应用[J].中国科技信息，2014，（15）：53-54.
[2]谢涤非.膜分离技术在水处理中的应用[J].工程建设与设计，2017，（18）：130-131.
[3]王靓.膜分离技术在水处理中的具体应用[J].低碳世界，2017，（36）：10-11.
[4]王莹，李冬，林英妮.膜分离技术在水处理中的应用[J].环境与发展，2017（05）：118，120.
[5]唐磊，龚丹洁，刘国华.浅析膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].农村经济与科技，2016（08）：71，76.
收稿日期：2018-03-28
作者简介：王水明（1981-），男，大学本科，中级工程师，研究方向为水处理。
