膜分离技术的环境工程发展前景研究

膜分离技术的环境工程发展前景研究

沈超慧

身份证号码：330421199010291819

摘要：膜分离技术是近年来发展起来的一种高新技术，广泛应用于各行各业。将膜分离技术合理、科学地应用于环境工程中，可以起到节能、环保的作用。本文在分析膜分离技术的特点和类型的基础上，进一步分析了膜分离技术在环境工程中的应用现状及发展前景，以期为膜分离技术在环境工程中的扩展应用和发展提供有价值的参考建议。

关键词：膜分离技术；环境工程；应用现状；发展前景

1简述膜分离技术

1.1膜分离技术与传统分离技术的比较

与传统分离技术相比，膜分离技术的使用避免了像旧的分离技术那样需要添加助剂来帮助分离，节省了大量的成本，间接提高了经济效益。分离技术是利用各种具有不同物理特性的混合物质对其进行分离。它也可以通过混合物质通过膜的速度来分离。膜分离技术是该领域最先进的技术，可以适应多种不同机理的膜分离工艺的需要。膜分离整个过程可以在日常温度环境下进行，没有化学反应现象，能耗低效率好，整个分离过程不会对环境产生任何污染，操作程序和工艺相对简单，易于操作。与旧的分离技术相比，它更适合于热敏性物质的分离。该技术独特的技术性能已广泛应用于许多行业和领域。

1.2膜分离技术与环境保护的关系

该项技术独有的技术性能在众多行业和领域都得到了普遍的运用。1.2膜分离技术和环境保护之间的关系膜分离技术将外部能量与化学差来当做主要的动力来源，并且结合成为合成膜或者天然膜，进而对多组分与双组分的溶剂进行分离；膜分离技术还能够将物质的等级进行区别和对物质进行收集与提纯；膜分离技术利用多个技术程序来对物质进行有效的分析和提取，能够针对性的对固态、液态和气态当中的废物进行分离处理，进而使废物能够达到标准规定后再进行排放，还能够实现对回收提取的物质进行二次利用，进而这对环境保护有着重要的意义和作用。

2 膜分离技术在环境工程中的应用

2.1微滤分离技术

微滤分离技术是以微滤膜为核心部件，以压差为驱动力，按照筛选原理进行的膜分离过程。微孔过滤膜的孔径一般在0.01 ~ 10m之间，微滤分离技术具有截留0.1 ~ 1m粒径颗粒的效果，主要用于截留颗粒物、澄清液体、杀菌以及工业中产生的PM2.5的捕集。该技术的过滤基本原理与普通分离过滤相似，属于筛网过滤。这种过滤形式具有适应性强、占地面积小的特点；因为这种过滤方式更经济，所以在对饮用水处理工程方面被普遍的运用，这种微滤技术取代了以往对饮用水所采用的二沉池及澄清过滤的方法，在水质情况变动较大的时候还能够对其及进行不间断的处理，所占用的区域较小，对污水进行预处理，进而降低污水的浑浊度和悬浮物的数量，保证符合进水处理的标准和要求；微滤过滤形式分为全量过滤与死端过滤两种形式，死端过渡这种形式具有低能源损耗和高效率的特点，但是也存在着问题和不足，随着过滤时间的累积滤饼层的厚度慢慢增加，进而就会影响溶液的透过率，所以运用这种过滤形式是应注意及时对滤饼进行清洗，确保水量的通过率，研发出耐用性较强的膜和膜组件还是有关人员需要不断努力研究的重要课题。

2.2超滤分离技术

超滤是在压力差作用下进行的筛孔分离过程，超滤膜膜孔径一般在2～100nm，能截留分子直径为5～10μm、分子量在5×102～1×106间的分子，操作的压差为0.1～1.0MPa，其主要应用于含大分子和胶状物质等溶液的提纯、分离，也用于气体的分离；超滤分离主要针对溶液当中的颗粒物质，悬浮物质及胶体进行分离；特别在现阶段的汽车制造产业当中，在电泳涂漆所产生的废水进行处理方面有着广泛的运用，利用超滤膜分离技术能够把含有大量金属离子和各种杂质的废水当中，分理出电泳漆，进而达到对其进行回收再利用的目的；超滤膜在现阶段的实践运用当中的最大阻碍为，膜的通量随着时间的增长逐渐的降低，浓差极化的现象较为严重，成本价格较高同时还需要进行较为繁杂的预处理；所以在未来的发展当中研发出通量大，耐用性好，价格成本低的超滤膜和组件是相关技术人员需要不断努力研究的重点方向。

2.3纳滤分离技术

纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，与超滤分离过程一样，纳滤也是以压力差为驱动力的膜分离过程。纳滤膜的孔径大约为1nm，分子截流量为300～500道尔顿，纳滤过程主要用于无机盐和有机小分子的过滤。它具有对单价离子截流量小、高价离子有较大截流量的特性，而且相比于反渗透技术，它的流量较大；所以这种纳滤分离技术被普遍的运用在河流水质和地下水质的处理当中，主要运用在对河流水和地下水当中所含有的农药，硝酸盐和硫酸盐，低分子有机物质和异味，及各种氟，砷和硼等化学元素有毒有害物质的清除方面。

3膜分离技术的发展前景

膜分离技术作为一项已经逐渐成熟和完善的分离技术可以满足大多数的研究需要,未来我国膜的发展方向主要是，围绕国家重大需求，加强基础理论与原创技术的研究。开发新型膜材料，提升膜的性能，制定一套完整的有关膜的标准体系，规范膜市场的结构导向。针对市场需求开发出应用于特殊工业的新型膜，如反渗透用作水深度处理的核心技术，反渗透膜应用多元化;膜生物反应器技术(MBR)成为废水资源化的重要手段;低成本应用高温烟气除尘的陶瓷膜;高选择性的气体分离;新型MOF膜和用于高酸性、碱性等苛刻性环境下的分离膜等。另外,由于膜分离技术本身具有低成本、低污染的特性,因此有希望将这项技术进行推广,逐渐替代色谱技术和电泳技术。

结语

在环境工程领域当中对于膜分离技术的运用及研究还处在初期阶段就取得了良好的成效，随着社会对环境保护工程重视程度的不断加大，膜分离技术也一定会在环境工程当中中得到广泛的利用和发展，膜分离技术在水资源处理，大气环境治理等多个方面都有着巨大的利用潜力，具有非常广阔发展前景。

参考文献

[1]王立刚.膜分离技术在水处理工程当中的运用[J].膜技术与发展,2013(06).

[2]李振亮.污水处理膜分离技术的研究进展[J].净化水技术,2015(08).

[3]王学军，张恒，郭玉国．膜分离领域相关标准现状与发展需求[J]．膜科学与技术，2015，35(2):121－127