
膜分离技术由于操作方便,占地面积小,处理污染物效果好等在环保领域逐渐受到人们的欢迎,目前这项技术广泛应用于食品工业、造纸工业、生物化工、医学领域等。文章专门探讨膜分离技术在水处理环境工程中的应用。
1 膜分离技术的内涵与原理
在探讨膜分离技术在水处理环境工程方面的应用之前,我们先对这项技术进行基本的介绍。
膜分离技术是在某种推动力的作用下,通过天然或人工合成的膜来对混合物进行分离、提纯和富集的技术。这种技术充分利用物质的物理特性与化学特性,如果表现在水处理的过程中,可具体解释为膜分离技术根据物质本身的大小、形状等物理特性像筛子一样将直径大于膜孔的混合物从水中分离出来。另一方面,又利用物质的化学特性将一些水中的混合物溶解在膜中并扩散出去。因此过滤—溶解一扩散是净水过程中的三个主要环节。
2 膜分离技术的类型简介
膜分离技术有不同的类型,不同类型需要的外界作用力,能够处理的混合物类型,处理的效率等也存在一定差异,下面我简单介绍几种常见的膜分离技术。
2.1 微滤分离技术(MF)
它的特点是较为精密,它以压力差作为动力,由于微滤分离技术所用膜的孔径更小,与传统的过滤方式相比它可以拦截颗粒更小的混合物。
2.2 超滤分离技术(UF)
超滤技术也以压力差作为动力,它主要用来拦截大分子物质、蛋白质等,在净化水的过程中主要将悬浮物、胶体、杂质与水分离。
2.3 反渗透分离技术(RO)
反渗透技术是利用反渗透膜的选择性,这种膜只让水分子通过,由于它的这个特性,它在海水淡化与处理苦咸水方面应用比较广泛。
2.4 动态膜(DM)
动态膜包括载体和动态膜分离层两部分,动态膜载体是大孔径材料不锈钢丝网,但是主要是动态膜分离层在起分离作用。目前这种技术并不成熟,还在尝试运用的阶段。
2.5 电渗析分离技术(ED)
电渗析分离技术是一种借助电能来进行膜分离的技术。它通过电位差和离子交换膜本身的选择透过性将溶液中的电解质分离出来,从而浓缩、淡化或提纯溶液。
2.6 液膜(LM)
液膜不同于以上技术中的固体膜,它是由一层很薄的乳液颗粒组成,它通过化学反应、吸附、萃取、选择性渗透来进行混合物的分离。在含重金属废水处理的过程中效果显著。
3 膜分离技术在水处理环境工程中的应用。
根据膜分离技术在进行水处理后,水资源的直接流向,把膜分离技术在水处理环境工程中的应用分成两类。
3.1 类型一:污水直接循环利用
一种类型是膜分离技术进行水处理,将处理后的水直接进行循环利用。这在工业生产中比较常见,比如煤化工高氨氮废水处理过程中利用反渗透膜去除氨根离子和氮离子以及废水中的其他有机物、悬浮物等。处理后的废水用来供给锅炉循环水系统,从而促进水资源的循环利用,很大程度上提高了水资源的利用率。
当然,水处理后可以直接循环利用这与工业生产本身的特点是分不开的,工业生产往往规模较大,耗水较多且生产环节数量多,用水的环节也多,水直接进行循环利用条件更成熟。
3.2 类型二:污水处理达标排放
另一种类型是膜分离技术进行水处理的目的是防止由于水的流动性,造成污染的进一步扩散,它的直接目的是使污水能够达标排放。这种水处理的方式常见于家庭,因为家庭本身没有企业的雄厚财力和巨大规模,而且水处理量较小,直接循环利用成本过高,能够达标排放即可。
4 结束语
与传统水处理技术相比,膜分离技术在方方面面都具有优势。但另一方面,我们也不得不承认在膜分离技术的应用过程中确实存在一些问题,比如膜难以清理,一部分膜分离技术耗能高,水资源利用率低等。对于这些问题,专家学者都在积极想办法解决,比如王晏山、张洪林在他们合写的文章《活性炭吸附和膜分离技术在水处理中的应用比较》中就提出,进行水处理时,将膜分离技术与活性炭配合使用,利用活性炭对杂质的吸附性,减少膜上的污染物,从而增加膜的清洗周期和使用寿命。
总体而言,膜分离技术具有光明的前景,在倡导环保的今天,它的应用领域将会进一步拓展,技术也会更加成熟。