膜分离技术在饮用水处理中的应用

万晓芳

(东平县自来水公司，山东 泰安 271500)

膜分离技术在饮用水处理中的应用

万晓芳

(东平县自来水公司，山东 泰安 271500)

水资源的匮乏以及水污染的严重成为了近几年越来越严重的问题，工业污水与生活污水的不合理排放是造成水质恶化的主要因素。膜分离技术是现今发现的最有发展前景的水处理技术，膜分离技术与传统水处理技术相比有着显著的优势，膜分离技术的不断完善为饮水安全等问题做出了十分重要的贡献。

膜分离;饮用水;饮水安全

膜分离技术是通过细胞中半透膜的发现而衍生，在经历很少时间的革新发明之后，膜分离技术成为了现今最重要的水处理技术之一。本文所提到的饮用水膜分离技术多是应用人工合成的分子薄膜，其推动力是外界的动力以化学梯度。对大分子多组分或双组分的溶质进行过滤透析及重富集的方法。膜分离技术能够有效地保证人们的饮用水安全，通过新科技的不断开发，这种技术会不断得到完善，更好的服务于人类。

1、传统饮用水处理的问题及膜分离技术的原理

1.1 传统饮用水处理的问题

未经处理的水中含有大量对人体有害的物质，其中包括自然污染及人为污染，自然污染多因雨水或酸雨及各种地质矿石的溶解导致一些有害物质污染水源，或因其他极端天气及自然灾害所致大量灰尘混入，人为原因则多由工业废水及生活污水的不合理排放所致。此外，传统的饮用水处理工艺比较老旧不能很好地将未经处理过的水源处理干净，净水系统的年久失修也会影响饮用水的洁净程度。近年来随着全球气候变暖等环境因素，有些城市的饮用水中甚至出现存在寄生虫等问题，这些都严重影响着人们的饮用水安全。

1.2 膜分离技术的原理

膜分离技术历经近三个世纪，随着科技的不断发展革新，膜分离技术也越来越广泛的被应用在食品业，医药业及石油业等多个领域。膜分离技术是将人工合成或天然的高分子薄膜利用外界动力或化学梯度将所需要的物质进行过滤细化提纯或浓缩。膜分离技术可通过根据不同的物体形状相应进行分离，其分离速度是由膜与膜之间的化学或物理性质的不同而决定的，其扩散的速度不仅与物质的分子量有关，还与物质的化学性质有关，分子量越小，扩散速度越快，透过高分子薄膜的时间越短，反之，分子量越大，扩散速度越慢，时间越长。膜分离技术在饮用水中的应用则多是净化水源，利用分子量及物理化学性质将水源中的杂质和有害物质滤过，最终得到洁净的饮用水。

1.3 膜分离技术的特点

膜分离技术的是依靠薄膜中密布的孔径大小起作用的，膜分离技术大体可分为以下四种类型。第一种是微滤，微滤顾名思义是一种细小的滤孔，微滤会将每个筛精密过滤分离，根据材料的不同，可将微滤分为无机微滤和有机微滤两大类，微滤膜的孔径多为0.02至10微米，如此微小的孔径可将大于该孔径的污染悬浮物质或细菌进行分离，微滤膜是迄今为止应用最为广泛的膜分离技术。第二种超滤膜，其孔径多为0.001至0.02微米之间，超滤膜的驱动力为膜两侧的物理压力差，当外界动力推动溶液穿过薄膜时，直径大于超滤膜孔径的物质就被分离在外，超滤膜能将溶液中的细菌，蛋白质及其他有害物质分离出来，与微滤膜相比，超滤膜能够更细致的分离溶液。第三种纳滤膜，纳滤膜的孔径较超滤膜更加细小，纳滤膜利用扩散吸附原理，与超滤膜相同，以膜两侧的物理压力差作为动力对通过薄膜的物质进行分离，纳滤膜可分离的有机分子量很高，因为多数的纳滤复合膜是由电解质构成，所以在溶液的分离过程中具有一定的抗盐作用。最后一种是反渗透膜，这种薄膜的孔径多在0.0001至0.001微米之间，也是这四种膜分离中相当精细的薄膜，反渗透膜利用膜两侧溶液的物理静压为动力，能够分离出溶液中所有分子量大于其孔径的物质，在饮用水净化中，除水之外的任何物质都不可能通过该膜，这也是纯净水最为广泛的应用技术。

2、膜分离技术在饮用水处理中的应用及发展前景

2.1 膜分离技术的应用现状

膜分离技术的发展对人们的饮水安全做出了极大的贡献，与传统的饮用水处理运用过滤，沉淀及消毒等步骤不同，膜分离技术是应用物理分子量及压力差等原理将饮用水处理到极为洁净的程度。近年来，各地都将膜分离技术与其他净水技术结合起来，有效的解决了水中杂质及微生物等问题。膜分离技术在饮用水处理中有很多优势，首先，膜分离技术可极大的减小饮用水处理成本，不需要投入其他技术，利用膜两侧的物理压力差为驱动，将饮用水进行过滤。膜分离技术可极大的提高饮用水处理的工作效率，不需要经历传统的过滤，消毒或沉淀等环节，此外，膜分离技术能在各种气候环境下进行，不会因气温的变化发生改变，是我国现今最为普遍的饮用水处理技术。随着近几年科技的飞速发展，膜分离技术也在稳步提高，新材料不断涌出，使膜分离的质量和效率越来越高。我国很多一线城市的饮用水站都开始投入大量的膜分离技术研发，目前，已有很多家用净水机应用膜分离技术，确保人们的饮水安全。

2.2 膜分离技术发展中面临的问题

膜分离技术是应用人造或天然的高分子薄膜而成，在投入使用过程中难免会在压力太大的情况下出现薄膜的破损，堵塞或污染等问题，如果不及时发现及时疏通清洁或更换，就会造成饮用水的再次污染。虽然膜分离技术发展迅速，但直至今日还未形成一套性能完善，投入少的膜清理制备机制，除此之外，膜分离技术与其他技术也未能良好结合，各城市的水质不同，水中所含的物质也各不相同，很多城市的水厂并不能根据当地水质情况，合理的选择膜分离技术中所需要用到的薄膜，这些问题都会影响膜分离技术的推广。

2.3 膜分离技术在饮用水处理方面的前景

膜分离技术作为一种高科技产物，其前景不可估量，在饮用水处理方面，膜分离技术可实现低投入，高效率及饮水安全。这些与传统饮用水处理不可取代的优势逐渐成为了现今净水的首选。随着膜分离技术的不断发展，膜污染及膜材料的革新在不断破解完善，膜分离技术将会在我国饮用水处理中有着不可替代的地位，在水资源合理利用及绿色环保等方面，膜分离技术都有着十分重要的作用。

3、结语

水是人们生活中不可缺少的必须物资，只有确保饮水安全才能推动一个城市更好发展，膜分离技术的出现，不仅解决的传统饮用水处理的残留问题，还满足了当代社会低投入高效率的要求，逐渐成为饮用水处理首选的科技手段。

［1］黄维菊 膜分离技术［J］ －《科技工程》 －2013(12)

［2］邢国平.水处理与膜分离技术［J］ －《科技与生活》－2014(22)