膜分离技术在环境工程中的应用探究 张坤松

发表时间:2019/6/12   来源:《建筑学研究前沿》2019年4期   作者:张坤松
[导读] 文章通过对膜分离技术的分类及原理进行探究,为膜分离技术在环境工程中的运用,提供参考意见。

摘要:膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用,在外界能量或化学位差的推动作用下,对混合物中溶质和溶剂进行分离,分级,提纯和富集。它具有低耗高能的特点,主要利用于水资源领域,在水资源日益减少的情况下,提高水资源的利用率是避免水资源走向枯竭的关键。文章通过对膜分离技术的分类及原理进行探究,为膜分离技术在环境工程中的运用,提供参考意见。
        关键词:膜分离技术;渗透;环境保护
       
       
引言
        基于我国工业化水平和技术的不断发展,在生产过程中应用各种化学材料,排放出含有有害物质的工业废水,因此,要对废水进行有效处理,否则会对人们的身体健康造成危害,还会减少水资源。随着膜分离技术的广泛运用,其投资经济性、土地节约性、处理效率高的特点被不断的发现和肯定,有效合理的利用膜分离技术来处理生活污水、工业废水已经成为了污水处理技术的重要手段之一,未来前景广阔。通过膜分离技术处理之后的污水可以进行二次利用,显著的提高了水资源的利用率,大大的节约了水资源,对于环境工程的建设,起到了很大的推动作用。
        一、膜分离技术应用原理
        1.1技术概述
        传统的过滤工艺需要多种仪器并且有着复杂的工艺特性,膜分离技术具有明显的优势和便利性。膜分离技术采用新型分离混合物的物理性质,整个膜分离过程可在不进行化学反应的情况下进行,污染得到保证,操作简单,应用领域范围更广。此外,膜分离技术与环境保护之间存在着不可分割的重要关系。它利用外部能量和化学势差作为动力将其与人造膜或天然膜分离。对于固体或气体物体,可以有针对性地进行处理,达到一定的排放标准,这对中国的环境保护起着重要作用。
        1.2物理原理
        膜分离技术主要是针对运用的膜对不同物质进行分析,将具有不同物理性质的物质组合成混合物,使其拥有筛选过滤效果,能够有效的分离液体中的分子,也可以说膜分离技术是一种分子机的分离技术[1]。
        1.3化学原理
        从化学角度讲,膜分离技术主要是对膜分离的速度进行分析,一种是经由膜的表面,与混合物进行接触,从而进入膜内的速度,即溶解速度,另外一种是进入膜内后,从膜的表面扩散到另外一面的速度,具有较高溶速度的膜分离技术能够将扩散在液体中的物质进行溶解,并且将其筛选出来,达到液体分离的目的。
        二、膜分离技术分类应用
        随着科技的不断发展,我国研究人员在膜分离技术的研究有很大的研究成果,使得当前可以应用的膜分离技术有多种类型。本人在无锡市伟嘉环保设备有限公司工作过程中,总结了关于膜分离技术的各项分类应用。
        2.1超滤分离技术应用
        超滤的分离原理可以简单的看成是一个筛选的过程,将悬浮物、固体颗粒物、胶体以及大分子物质进行筛选。该技术目前已广泛运用在电气工业和汽车工业的废水处理。但是超滤膜的膜通过量会随着运行的时间增长而降低,可能出现严重的浓差极化和膜污染情况,该项技术需要较为负载的预处理过程,且价格较高,因此研究出价格实惠、耐高温、耐酸碱并且寿命长的超滤膜是未来发展的重点之一。
        2.2微滤分离技术应用
        微滤分离技术是应用比较广的膜分离技术,微滤技术与其他过滤工艺原理相似,属于筛网过滤范畴。对于液体的适应性强,占用面积较小,属于经济型的微过滤方式,广泛应用于饮用水的处理。另外该项技术改广泛应用于处理各种废水,有效的减少悬浮物和浑浊度,以便更好的利用废水,实现废水的二次利用。


微滤分离技术按照不同的过滤方式分为错流过滤和死端过滤两种方式。其中,死端过滤方式应用比较广,有高产出,低耗能的优点,但是随着过滤时间的不断增加,滤饼层也会相应增厚,从而减少溶液的透过量,因此,如何更好的对滤饼进行清晰,是死端过滤技术研究的重点。
        2.3纳滤分离技术应用
        纳滤分离技术已显示出优异的离子选择能力。对于杂质中的二价离子可以有效地去除,此外,对于单价离子的处理能力也是很强的,可以有效地去除6至8成。该技术是一种压力驱动的工艺,是从超滤技术和反渗透技术中开发出的一种新型的离子去除技术,目前广泛的应用于地下水与河水的离子处理中。纳滤技术对于地下水与河水中残留的农药和其他有毒的化学成分可以进行有效的过滤和清除。另一方面,纳滤技术比反渗透技术的投资成本和运行成本更低,同时也降低了加工成本。然而,纳滤技术需要更高的水质,需要更复杂的预处理,这限制了纳滤技术的应用范围。
        2.4反渗透分离技术应用
        反渗透技术的过滤效果非常好,对于溶于水中的物质可以进行有效的去除,对过滤的水质有很好的保证。当前,反渗透技术被广泛的应用于海水淡化、省事饮用水的过滤和工业污水的精细过滤等方面。另外,反渗透技术在废弃渗透物的处理方面取得了突破,因为,废弃渗透物中含有的化学成分非常复杂,并且化学反应程度比较深,采用常规的处理方法,很难将种类复杂的化学物质进行有效的清除。但是,利用反渗透技术就可以很好的将传统方法处理不了的化学杂质进行有效的清理,实现污水净化的目标。
        2.5液膜分离技术应用
        液膜分离技术主要是用来处理特定的离子或者特殊的杂质,针对性比较强,相对的,使用限制条件也比较多。液膜的密度大于一般常见的液体,所以会浮在液体表面,是一种粘稠的乳液状液体,对于杂质中的胺、氮等元素的化学成分可以进行高效的去除。对于传统的固体膜过滤技术来说,液膜技术有着更广泛的应用空间和发展潜力,其过滤效率和过滤效果比固体膜更好。当前,液膜分离技术被广泛的应用于制药和化工等化学成分复杂并且污染比较严重的地方,可实现废水中有用物料的回收利用和废水净化的双重功效。但是,液膜的稳定性是当下技术应用中制约液膜技术发展的主要问题。
        2.6集成膜技术的应用
        集成膜技术实现了膜技术与传统技术的结合,继承了传统技术去除有害物质的优势,充分体现了集成膜技术低能耗并且高效率的特点。当前,集成膜技术被广泛应用于工业环境中的废水处理方面,在进行废水处理时,集成膜技术可以有效去除废水中的有毒物质,然后对其进行净化,实现水资源的循环利用,降低了污水对于环境的污染,同时,对于工程机械设备使用寿命起到很好的保护作用。
        2.7电渗析分析技术应用
        电渗析技术是通过电能来进行膜分离的技术。在具体的应用中,需要利用电流做为助推力,将阴阳离子透过膜对水中存在的阴阳离子进行分离,并通过膜与电路所产生的阴阳离子发生反应,从而使水中的阴阳离子从水中分离出来,是相对简单的分离技术只需要借助电流就可以将水中的杂质分离出来,提高水的纯度。
        三、结语
        膜分离技术是一种非常有效并且使用范围广的过滤技术。通过对微滤分离技术、超滤分离技术、纳滤分离技术、液膜分离技术、反渗透分离技术、集成膜技术以及电渗析分析技术的应用可以达到不同类型的污水处理,例如饮用水、工业废水、苦咸水脱盐等,实现水资源的回收再利用,促进环境的和谐发展。加上膜分离技术拥有低耗高能的特点,成为了水资源环境中治理污水的重要内容之一,它的广泛应用,能有效的提高水资源的质量,提高回收再利用效率,从而达到环境保护的作用,随着膜分离技术水平的不断提高,其发展前景也越来越广阔。在环境保护工程中发挥着越来越重要的作用。
        参考文献
        [1]曹利平.膜分离技术在环境工程中的应用探究[J].环境与发展,2019,31(01): 59+62.
        [2]马立骁.探析膜分离技术在环境工程中的应用及发展[J].资源节约与环保, 2018(11):23.
        [3]刘刚,王平丽.水处理环境工程中膜分离技术的应用[J].山东工业技术,2017 (11):119.

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