膜分离技术在水处理环境工程中的应用研究--中国期刊网

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膜分离技术在水处理环境工程中的应用研究

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：刘剑

[导读] 摘要：水资源是人们赖以生存的保障，对于人们生活与社会发展具有重要作用。

        身份证号码：12010519781029xxxx
        摘要：水资源是人们赖以生存的保障，对于人们生活与社会发展具有重要作用。在社会不断发展的过程中，水污染问题逐渐加重，日益影响人们的工作与生活。为控制水污染，避免水资源浪费，人们要合理应用膜分离技术，使得生活污水等能够得到净化与处理，实现水资源的循环利用，为社会的更好发展提供保障。所以，本文研究了膜分离技术在水处理环境工程中的有效应用。
        关键词：膜分离技术；水处理环境工程；应用
        1导言
        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。该技术对膜具有较高要求，膜的选择性能应较为突出，才能确保不同物质通过性的筛选。近年来，在实际应用中主要采用的膜都是具有液相和气相的固体。我过对该技术的重视程度不断提高，日益扩大其使用范围，不仅在淡化海水与生产纯水中应用，还在淡化苦咸水、锅炉脱盐水及含油废水等各方面应用，不只是提高经济效益，在一定程度上也能达到保护环境的目标。
        2膜分离技术的概述
        2.1膜分离技术的原理
        膜分离技术是指根据膜的不同特性，在推动力（膜两侧压差）的作用下，利用各组分在膜中传质的选择性差异，对多组分的流体物质进行分离、分级、提纯和富集。膜分离技术在水污染治理过程中发挥着不可替代的作用，能够合理利用膜的渗透性，将水中的污染物分离出来。当前，膜分离技术不但可以对废水进行净化与过滤，而且在纯水制备、食品杀菌与消毒中发挥着重要作用。实际应用方便，成本较低，而且不会带来二次污染。将其应用在水处理中，可以减少水处理成本，提升水资源利用效率，缓解我国水资源紧张的局面，为人们创造更加舒适且安全的生活环境与工作环境。
        2.2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。
        2.3膜分离技术的主要类型
        2.3.1微滤分离技术
        微滤分离技术是较为高级的过滤技术之一，分离过程的实现主要基于筛分原理中对膜之间存在的压力差而产生的助推力。针对普通过滤技术中不会产生变化的有关技术原理，应用微粒较小的进行过滤，与普通过滤技术相比表现出更高的技术水平。
        2.3.2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。
        2.3.3超滤
        超滤膜孔直径实在0.1μm~5nm，与微滤的工作原理大体相同，但是在过滤精度方面有所提升，操作压力也会有所提升。

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在实际应用的过程中可以实现从液相物质中将一些大分子物质、胶体分散液等进行分离处理。被分离出来的溶液，通常是会受到外界压力，流速有所增加，使得溶液可以在超滤膜上流动，确保其中的无机离子、低分子量能够直接穿透超滤膜，将微生物、细菌等物质截留，从而达到净化水源的目的
        3膜分离技术在水处理环境工程中的应用
        3.1苦咸水处理
        我国水资源紧缺，原生劣质水分布面积广，尤其是西北内陆干旱地区，分布有大量苦咸水。地下苦咸水含盐、含氟量高，其多项指标达不到国家饮用水标准。苦咸水口感苦涩，不能直接饮用，长期饮用会导致胃肠功能紊乱，免疫力低下，影响人体健康。由此可以看出，苦水咸水的处理十分重要。苦咸水的处理可以使用反渗透分离技术或电渗析离子交换技术。在反渗透法处理苦咸水的过程中，推动力是压力差，常温操作，设备简单，没有发生相变化，膜起着筛分作用，因此反渗透所需能耗低。在苦咸水处理中，反渗透法不但可以去除水中的各种离子，而且可以脱除比离子大的微粒，适用性好。
        3.2对饮用水的处理
        由于人类对环境的不断破坏，许多可供人饮用的淡水受到了污染，必须经过净化处理才可以饮用。在进行饮用水处理的过程中需要多个不同功能的薄膜形成一组集成膜，确保分离出的水质。在对集成膜进行分组处理的过程中，需要按照一定的次序进行，确保过滤处理的衔接性。借助膜分离技术能够有效实现对淡水的净化。目前的膜分离中，特制的薄膜微孔直径可以达到纳米级别，对于河水中的悬浮物、甚至细菌度可以有效滤除，极大地提高了人们的用水品质。
        3.3海水淡化
        海水含有大量盐类与微生物，无法直接饮用，直接饮用会影响人体正常生理功能，导致人体脱水，甚至中毒。在以往膜分离技术的应用过程中，人们会利用电渗析法和反渗透法分离海水中的不可利用物质，使得海水可以饮用。反渗透法通过压力差从海水中分离各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而获得淡水，相比电渗析离子交换，减少了树脂再生剂的使用量。相较于电渗析法，反渗透法更加经济，可以达到良好的使用效果。海水淡化技术不断发展革新，膜分离技术日益成熟，膜价格不断降低，使得反渗透海水淡化的成本日益下降，其凭借绿色、环保、低能耗等优势受到人们的高度重视与认可。在海洋水淡化过程中，人们需要研发新技术，为海洋水淡化提供技术保障。
        3.4对工业污水的处理
        对于一些工业废水，不能直接排放至自然环境中，需要经过特殊处理确保无毒无害，膜分离技术就是一种很好的处理办法。一方面，工业废水的成分比较复杂，既含有不溶于水的颗粒物质，也含有一些对环境有破坏力的元素。膜分离技术对工业废水的处理是目前在工业生产和处理过程中的最后一道工序。在对工业废水进行处理时，膜分离技术不会破坏水中的原有成分，一些细小但价值较高的元素可以直接进行收集，不需要再经过复杂的化学变化，更有利于企业对成本的控制。
        4结束语
        总之，水资源对人类的生存和发展起着至关重要的影响，通过科技手段对水资源进行回收利用是一项有助于节约用水的好方法，应该得到重视和推广。膜分离技术十分高效环保，同时也能够为水生产企业带来可观的经济效益。在利用膜分离技术进行水处理时，主要是使用微滤法、渗透法和渗析法对河水、海水和工业废水等进行处理。膜分离技术中不会引入对人体有害的化学元素，分离得到的净水可以直接使用，生产效率更高，是未来节水领域的一大发展趋势。
        参考文献：
        [1]李冬冬.探究膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].现代物业(中旬刊),2019(02):240.
        [2]卿光志.膜分离技术在水处理环境工程中的有效利用[J].低碳世界,2019,9(07):54-55.
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        [4]陈思贤,曹娟.膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].河南科技,2014(16):18.