
1 膜处理技术的概念和种类
1.1 膜处理技术的意义
膜技术是科技领域的新兴项目,其主要作用是分离过滤溶液或者固体等。通过膜处理技术可以有效区分溶液中不同物质的分子量,包括分离出液体中的杂质,过滤浓缩型液体,达到提纯效果。膜处理技术在饮用水处理领域非常实用,能够有效解决传统工艺在提炼纯水中所遇到的问题,膜工艺技术不但成本低,运行管理与操作方面也是较为简单,在生活饮用水领域中创造了很高的地位,而膜处理技术也是现阶段较具影响力的高新技术之一,其发展前景广泛。尤其是近几年来,针对膜渗析、膜电势、膜扩散定理以及渗透压原理等方面的理论进行研究和分析,促进了膜技术在各个领域的广泛应用。并在生物领域、食品领域、纺织领域等行业中打下良好的基础,为生态环境与水资源开辟新道路。
1.2 膜处理技术的分类
在膜处理技术中,重点突出的几种类型包括:反渗透膜技术、渗透蒸发膜技术、超滤膜技术、微滤膜技术、液体膜技术以及电极膜技术等,这几种类型在各个领域应用范围较为普遍。不同种类膜技术应用到不同的领域,具有一定的针对性。具体分类概述如下:
(1)反渗透膜技术:反渗透是一个过滤的过程,但渗透时需一定的压力作为推动力进行挤压。由于反渗透技术自身压力有限,在分离溶液时选择的液体压力不能高于反渗透压力,目的是将液体的溶剂有效挤压到膜另一侧。反渗透膜技术主要的特点是无污染、操作简单、选择性强、方便维修、结构实用、耗能量低等,是一项健康环保的技术之一。
(2)渗透蒸发膜技术:渗透蒸发是液体经过渗透和蒸发后所分离的过程,通过渗透蒸发技术可以有效区分液体扩散系数和溶解度。渗透蒸发膜技术的特点是设备上的资金投入和运行费用比较低,其发展空间有待提高。虽然在成本上节省了很多预算,但在各个领域中实际应用的性价比不高。
1.3 膜技术处理的特点
在水质方面,膜技术处理技术可以打造更安全可靠的水源,其操作方便简单,质量有所保障。但在一定的压力下,比如液体压力大于反渗透压力时,在饮用水领域就不适合运用反渗透膜技术,因为在提纯过程中会影响饮用水的纯度。同时去除水中对人体有益的离子,又称无机离子,如果人类饮用这种水,对身体健康有很大危害,在水中有大量人体所需要的物质,有益菌子被分离,就会影响人类身体健康。不同的膜技术由于处理程序不同,应根据原水中有机物的含量选择合理的膜技术,也可以通过实际操作得出的结论找出理想的处理方案。在常规净水处理中所达到的效果不理想,而应用膜处理技术可以达到人们想要的水质效果,由此可以看出,膜技术在净水处理中发展前景和发展空间大。主要特点:
(1)可减少甚至消除对化学药剂的使用,避免二次污染。
(2)系统操作简单,可靠性与安全度较高,运行简易,便于操作。
(3)对使用占地面积要求小,节约土地资源。
(4)有效提纯,提升饮用水的纯度,为人类健康提供保障。
2 膜技术在水处理中的应用
2.1 膜技术在给水中的应用
膜技术的发展对于给水带来的便捷性是不言而喻的。一直以来,城市水资源的给水问题一直是城市建设的巨大问题,例如,我国为了缓解北京、天津等地区水资源紧张的问题而进行的南水北调工程,就是典型的解决给水问题而进行的水利工程,而发达 随着膜技术的成熟,已经成功利用膜技术解决城市或偏远地区的给水问题。法国建设有 上较大的膜净水厂,以膜技术为核心,通过膜技术来对城市废水、地下水、工业水资源进行处理,充分利用现有的水资源完成城市淡水的供应,可以达到每天净化34万立方米的水资源,保障的大城市的给水问题。美国掌握着 上 性的膜处理水的技术,建设在美国科罗拉多州的膜法净水厂,膜技术已经实现反渗透净化技术,可以过滤到水资源中的溶解性物质,有效保证了水资源的安全性。随着膜技术的成熟,在水资源处理技术方面相较于传统的处理技术差距将越来越小,可以实现的以小的代价处理大量水资源,满足城市给水的需求。
2.2 反渗透膜在饮用水处理的应用
反渗透膜是当前膜技术发展中应用较多的一种膜技术,广泛的应用在饮用水处理当中。反渗透膜利用的是生物细胞膜的原理,其本质上是一层半透膜,具有选择透过性,但是对于溶质微粒较小的物质不具备选择透过性,当半透膜两段的液体具有不同的浓度时,在渗透压的作用下,溶液会向渗透压较高的一方的流动,而反渗透膜可以在浓度较高的一方溶剂加入更大的压强,就可以使得溶液向浓度较低的一侧移动,从而实现反渗透的作用。反渗透膜应用于饮用水处理当中,依据反渗透膜的性质,向需要处理的水资源施加压强,利用反渗透膜处理的废水当中的微粒子,从而实现水资源的淡化处理,变为人体可以应用的纯净水资源,这种方法较于传统法的化学沉降过滤处理方法具有较大的 性。一般为了保证水资源的 健康,必须采用超低压反渗透膜处理的水资源才可以作为饮用水,同时为了保证饮用水的营养,可以采取矿化的方法,制作出营养价值较高的饮用水资源。
3 结语
膜分离技术以其原理简单,操作方便,能耗低,无污染,超强的净化效果等优点在水处理行业得到了广泛的应用和推崇。但是,作为一门新兴的发展中的技术,成功的工业化的大规模的膜分离应用仍然较少,多数分离技术还处于探索和研究中。其存在的主要问题首先是膜污染、膜稳定性;其次,膜组件的造价成本高。这两个问题限制了膜技术的在废水处理中大规模应用。