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环境工程技术应用探析

发表时间：2020/10/13 来源：《基层建设》2020年第19期作者：吴培建

[导读] 摘要：经济的快速发展在带动城市化建设步伐加快的同时，也给环境带来了前所未有的挑战。

        山东省菏泽市生态环境局单县分局 274300
        摘要：经济的快速发展在带动城市化建设步伐加快的同时，也给环境带来了前所未有的挑战。文章阐述了膜分离技术在环境工程中的应用，并分析膜分离技术未来的发展前景。
        关键词：环境工程；膜分离技术；环境保护
        膜分离技术在处理居民生活废水以及净化工业污水方面有着十分突出的表现，不同于传统的分离技术需要使用助剂帮助分离的特点，膜分离技术极大地节约了成本，解决了助剂二次污染问题，因为具有安全性、高效性、经济性等特点，膜分离技术能够在更广的范围内发挥作用。
        一、膜分离技术在环境工程中的应用
        1微滤分离技术
        微滤分离技术是目前业内普及度较高的一种膜分离技术。与普通分离过滤的方法相似，微滤分离技术的分离原理采用筛网过滤的方法，主要分离混合物中直径为0.1~10μm的胶状体，细菌和颗粒，这些颗粒分子相对于混合物中其他物质来说比较大，难以通过膜孔小的分离膜。由于微滤分离技术具有经济性、适应性强、占地面积小等特点，所以普遍运用在对饮用水处理程序中。使用微滤分离技术处理饮用水的过程更经济。这种经济性主要表现在微滤分离技术相对于传统饮用水分离技术，减少外界能源推动的消耗。微滤分离技术可分为全量过滤与死端过滤两种分离方式，特别是死端过滤这种分离方式具有低能源损耗和高效率的特征。使用微滤分离技术适应水环境能力强。膜分离技术使用的膜属于有机膜的一种，具有耐酸碱、抗腐蚀等特性。而且微滤分离技术还可以对污水进行预先处理，从而降低污水的悬浮物的数量和浑浊程度，以保证预处理过的污水符合国家进水处理的标准和要求。微滤分离技术设备占地面积小。不同于以往使用二沉池及澄清过滤的方法处理污水，微滤分离技术即使在污水混合多样复杂的情况下，也能够对混合物进行不间断的处理工作。这个过程可以在同一个容器内反应，分离膜可以反复使用，所以微滤分离技术设备所需占地面积较小。虽然微滤分离技术具有非常多的优点和长处，但是这种优势也存在着潜在问题和不足。受膜孔数量的限制，随着过滤时间的增加，分离膜上层的滤饼层富集的越来越厚，许多大分子颗粒物堵住小分子通过的渠道，较终会影响溶液的透过率。所以在使用微滤分离技术时，要注意对滤饼定期进行清洁，以此保证小分子的通过率，目前学者、研究员以及业内人士正在积极研发耐用性较强的膜和膜组件，以改善堵塞情况的发生，同时还能节约成本。
        2超滤膜分离技术的应用
        超滤膜分离技术是近几年来发展较迅速的一项环境工程领域，较早主要应用在处理废水废气方面，随着技术的完善，超滤膜分离技术应用范围也扩展到食品工业、药品工业、生物工程等。超滤膜分离技术的膜孔直径通常为0.05nm到1.00nm。

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利用筛选的原理可以处理混合物中的悬浮物质和固体颗粒物质，与此同时超滤膜分离技术和微滤分离技术使用的有机膜的不足，即使大分子物质和胶体物质已经分离的状态下，也能保证混合物的通过率。值得注意的是超滤膜分离技术的有效实现，需要以耐高温、强抗氧化性的有机膜或膜组件作为基础，只有这样才能够保证超滤膜分离技术的正常通过率。以城市污水处理为例，城市污水作为重要的水资源形式，近几年在我国已经普遍适用超滤膜分离技术对污水进行处理。通过研究有的学者提出可以将超滤膜分离技术与CASS相结合，两者在一定环境下的结合使用，可以保证出水水质符合国家标准，酸碱度（pH）控制在7.25~7.88，水质污浊污浊程度为0.4，超滤膜分离技术对城市污水的处理更好的节约水资源。
        3反渗透膜分离技术的应用
        反渗透膜分离技术使用的反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，当溶液渗透压高于混合物渗透压时，溶液中的某些物质不会再渗透回混合物中，从而将过滤物质与水分离，反渗透膜是反渗透技术的核心构件。反渗透膜的膜孔直径非常小，能让直径为0.00001μm的物质通过，因此能够高效地去除混合物中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等等，同时允许水分子通过。反渗透膜具有一下几个特征：①即使混合物渗透速度快也能保证高效的脱盐率；②装置性能好，使用寿命长；③外界压力低或化学位素动力不足的情况下也能发挥功能；④耐受性强；⑤耐酸碱性强；⑥反渗透膜原料来源广泛，易加工，成本低。因此，反渗透分离技术系统具有低耗能、水质佳、污染小、操作简单等优点。科学地使用反渗透膜分离技术，能够提升混合物的渗透纯度，从而使反渗透水质能达到国家标准。我国目前将反渗透分离技术应用在海水淡化领域当中，截止到目前已有反渗透海水淡化装置能日产10万t水量，特别是在河北，已经建设有日产水量18000t的“亚海水”脱盐装置，它是国内较大的使用海水淡化膜的反渗透装置。
        二、膜分离技术的发展前景分析
        经过上述对膜分离技术应用的分析，认识到膜分离技术类型非常多，而且特点不同、效能高，不仅能处理工业废水，还能处理生活用水，以实现节约能源、保护环境的成果。总的来说，膜分离技术的发展前景明朗。膜分离技术未来发展方向将向集成膜分离技术靠拢。集成膜分离技术是膜分离技术的进化，通过将膜技术和其他相关传统工艺相互融合，形成的一种新型的、进化的膜分离技术。将膜分离技术发展为集成膜分离技术能扩大膜分离技术的应用范围。例如：处理造纸业废，目前常用的是利用膜分离技术回收废水中的素磺酸纳，需要使用超滤膜分离技术或者反渗透膜分离技术等，虽然高效快捷，但是与集成膜分离技术相比仍存在一定不足，集成膜分离技术可以有效清除废水当中的一些有毒害物质。
        三、结束语
        膜分离技术虽然经过长时间的研究和发展，但是目前仍处于实践应用的初级阶段，还需要进一步的发展，需要社会各界提高环境保护的意识，加强对环境工程的重视程度。从目前膜分离技术的发展情况分析，超滤膜技术已经有了初步改善，仍需要行业专家学者的进一步推动发展，大力开展与环境工程紧密相关的其他领域课题研究，进一步发展我国的环境工程研究。