膜技术在水处理中的应用与发展

吴德利 赵 焰

（1.国电建投内蒙古能源有限公司，鄂尔多斯 017000；2.北京朗新明环保科技有限公司，北京 100039）

膜技术是水处理技术中较具代表性的一种，为了更好地对水资源进行处理，应了解膜技术的基本概念与优势，并掌握其应用形式，同时也要分析膜技术中存在的问题，明确其发展趋势，从而保障水资源环境质量。

1 膜技术基本概念与技术优点

1.1 基本概念

膜技术的基本原理是过滤，其中核心设施为“膜”，这是一种采用无机、有机高分子材料制作而成的过滤设施，在应用中让水体流过膜，这时膜可借助相关能量、化学位差等过滤掉水底中的杂质等物体，同时实现分离、提纯、浓缩，便于清理。同时，膜非常轻薄，因此应用时比较简便，还能根据现实物质对“膜”进行配置，针对性地完成水处理工另外，膜技术在现代演化出了很多种应用形式，水处理中比较常见的有NF（纳滤膜技术）、UF（超滤膜技术）、MF（微滤膜技术）、LM（液膜技术）、FO/RO（正渗透/反渗透膜技术）等，不同膜技术形式适用条件不同，需要根据实际情况来选择。膜技术具备操作简单、可回收利用、可操作性强、空间占比小等特点，因此该项技术被广泛应用。

1.2 技术优点

膜技术具有其他水处理技术不具备的技术优点，如膜技术可以全天候不间断运作、能耗低、效能稳定、能效高、易于修复、设施安装灵活、不易受外界影响等[1]。

2 水处理中膜技术的应用形式

2.1 NF（纳滤膜技术）

NF膜技术在水处理中最突出的特点是其膜分离作用，应用中以膜生物反应器为主，结合复合膜技术、生物进化技术可以有效对水体进行分离、净化。NF膜技术的应用能够一次性对水体进行处理，其中杂质、重金属物质等会被吸附在纳滤膜上，借助微生物消除，这种方式对水体中有害物质的去除效果非常优秀，因此经常被用于废水、污水等水体处理中，是目前最有效的废水、污水处理技术形式之一。此外，NF膜技术应用下，污水与废水无需接受后续处理，可直接排放到自然环境中，基本不会造成环境危害，同时该项技术现已实现了自动化运作，相较于其他水处理技术在效率、效果上有明显优势。

2.2 UF（超滤膜技术）

UF膜技术的特点在水净化效率高，该项技术形式完全摆脱了传统水处理技术模式，应用中只需要少量的化学药剂即可实现水处理目的，不会造成环境的二次污染。应用中，UF膜技术的酸碱稳定性、化学作用性使得其能够对水体中大量物质进行处理，因此具有非常广泛的适用范围，可以将其定义为一种泛用性水处理膜技术。同时UF膜极耐高温，最高可承受150℃左右的温度，这使得该项技术能够在高温环境中应用，并借助高温环境对水体中的细菌等有害微生物进行杀除，消毒作用非常明显。此外，UF膜技术对水体中胶体物质的清洁效果是其他膜技术形式无可比拟的，能够清除此类物质中99.99%的有害物质。目前，虽然UF膜技术具有广泛的应用范围，但其一般被应用在饮用水处理中，主要利用该膜技术较好的消毒作用，可以去除应用水内的蠕虫、藻类、病菌等，因此是一项非常值得推广的技术[2]。

2.3 MF（微滤膜技术）

MF膜技术是最早出现的膜技术形式，也是所有膜技术形式中应用最为广泛的技术。该项技术的可拓展性良好，能够与其他膜技术或其他水处理技术结合使用，如超滤膜、纳滤膜、吸附剂、混凝剂等技术都可以与MF膜技术一同使用。在应用中，MF膜技术通常被应用于饮用水净化中，能够对饮用水进行预处理、初期处理，利用该技术形式，水体中的固体物质、悬浮物质、细菌等都会被有效去除，且去除效果良好。

但是，MF膜技术也存在一些缺陷，即该项技术的应用难度在一些特殊情况下会增长，如某些情况下，在MF膜技术应用中需要添加混凝剂，这样才能保障水处理效果，但混凝剂的使用配比不定，需要根据现实情况来进行计算，否则可能造成二次污染。

2.4 LM（液膜技术）

LM膜技术源于美国，也是一种比较传统的膜技术形式，最早在20世纪70年代左右被我国引进。LM膜技术在有机废水处理、印染废水处理、工业废水处理中展现出良好的应用价值，其处理效果优于其他膜技术形式。研究表明，LM膜技术主要能够对水体中的硝基酚进行处理，去除率可达99.9%以上，而有机废水、工业废水等废水中大量含有硝基酚，因此使用LM膜技术可保障此类废水短期内达到国家排放标准。此外，LM膜技术在使用前必须先对水体内含物质进行测定，如果硝基酚物质含量大，则可以使用LM膜技术先行处理，再使用其他膜技术进行二次处理，这是目前LM膜技术水处理中比较常见的应用方案。

2.5 FO/RO（正渗透/反渗透膜技术）

2.5.1 FO膜

FO膜技术现已投入实际应用，但该技术的水处理效果一般，因此还需要进一步研究。FO膜利用原料液、汲取液之间的渗透压差即可提供动力，自发实现分离，无需外部驱动。FO膜技术的水处理效果虽然一般，但其在垃圾渗滤液处理方面却具有突出表现。垃圾渗滤液本质上是一种成分复杂、浓度高的有机废水，其中包含了大量有机物、重金属离子物等物质，这使得其他技术很难高效率的对垃圾渗滤液进行处理，同时还可能存在处理效果不佳的情况。但FO膜技术主要使用氯化钠汲取液与CTA渗透膜来进行处理，两者使得垃圾渗滤液内的污染物会被膜高效截留，并迅速分离，因此FO膜技术处理垃圾渗滤液的效率非常高。另外，FO膜技术对垃圾渗滤液的处理不会出现膜通量方面的影响，而这种影响在其他水处理技术中十分常见。

2.5.2 RO膜技术

RO膜技术比较成熟，能够在一些特殊领域中实现水处理目的，如海水淡水化、超纯水制作、医疗废水过滤等。RO膜技术在应用中无需太多投入，但技术中对膜的要求很高，膜的性能水平会直接影响RO膜技术的水处理效果，为此现代世界各国都针对RO膜技术开展了膜改良工作，出现了很多复合膜等先进膜，因此在RO膜技术应用中要合理选择膜，这是该项技术水处理应用中的要点。

3 结语

对膜技术在水处理中的应用与发展进行了研究，对膜技术的基本概念、技术优点进行了论述。在水处理中膜技术具有多种应用形式，各技术形式特点明显，且各有优劣，实际应用中基本能满足现代社会水处理需求，因此膜技术具有良好应用价值。但膜技术在水处理应用效果上虽然已经成熟，但其却存在经济性上的问题，对此在未来发展中需要攻克相关难题。