膜技術在水處理中的應用與發展

劉 洋

（秦皇島市海港區環境保護局，河北 秦皇島 066000）

膜技術在水處理中的應用與發展

劉 洋

（秦皇島市海港區環境保護局，河北 秦皇島 066000）

近年來，隨著我國經濟的迅速發展，其引發的環境問題受到越來越廣泛的關注，尤其是水環境問題。水環境污染防治已成為當前我國重要的工作任務。由于膜技術具有高效、實用、可調、節能和精密分離等優點，它在水處理領域已得到廣泛應用，前景較為廣闊。本文將對膜技術在我國水處理中的應用與發展進行分析，找出膜技術存在的問題并探究其發展趨勢，以便更好地開展水環境污染防治工作。

膜技術；水處理；應用；發展

在不同的發展階段，我國水處理所應用的技術手段不盡相同。隨著科學技術水平的不斷提高，膜技術的出現與應用對于我國水處理技術領域有著重要的影響。膜技術與其他傳統水處理技術相比，水質處理效果顯著，能夠大幅提升水質，更加適合水質深度處理。膜技術是我國未來發展中仍需進一步重視并深入研究的技術手段，隨著膜材料和工藝的提升，其應用范圍將更加廣泛，在我國未來水環境治理中將起到更為重要的作用。

1 膜技術在水處理中應用的發展概況

1.1 膜技術在水處理中應用的發展背景

當前，經濟建設仍是我國的中心工作，工業化、城鎮化進程明顯加快，這對我國水環境卻造成了嚴重影響。水環境污染防治成為我國重要的工作任務，對于人民生活與生產活動意義重大。水處理是水環境污染防治的一項重要內容，其應用的處理技術對于水質改善具有直接的影響，以往的水處理技術還較為傳統，不能保證處理后水質顯著改善。近些年，隨著我國經濟實力的逐漸提高，國家在水處理新技術領域中的投入逐年增加，這使得水處理技術得以發展與革新。而膜技術作為水處理應用領域中的一種新型處理技術，它與以往傳統技術相比具有新型高效、精密分離等優點，膜技術的應用與發展使我國水處理水平有了大幅提高，對于國家社會經濟發展及生態環境改善具有積極意義。

1.2 膜技術在水處理應用中的發展現狀

現階段，膜技術在水處理中的應用正在進行完善，膜技術還存在一些有待進一步完善的方面，在水處理領域有待進一步推廣和應用。膜技術主要是利用先進的膜生產技術所生產的高效半透性膜來進行水處理的技術手段，根據膜孔的大小、通過物理作用及生化反應等來過濾不同類型的物質，以達到水處理的目的。膜技術在水處理中的應用較多，能夠去除微生物、隔離小微型雜質以及具有排斥作用等，這些作用使得膜技術在水處理中得以廣泛應用，它是我國水處理技術發展的階段性成果。

1.3 重視膜技術在水處理中應用的必要性

隨著我國整體環境狀況的惡化，水環境質量明顯下降，當前水質污染情況較為嚴重，要想保證人們飲水安全、健康，就要重視水處理技術工作。而膜技術能夠大幅提升水質，具有精密分離、環保節能、二次污染風險小等特性，所以在未來水處理中重視膜技術的應用與發展十分必要。必須不斷完善膜技術，使其能夠更為有效地應用于水處理中，最大程度地改善水質量，使水質狀況更加安全和健康。

2 膜技術在水處理中的主要作用

2.1 膜對微小型雜質的過濾作用

在水處理過程中，膜技術的主要作用體現在對微小型雜質的過濾上，根據膜的微細孔穴孔徑大小不同，通過物理作用或生化反應，它能夠有效除去水中的不同細小雜質。水中存在數量最多的是小型及微型雜質，這些雜質的存在是導致水質較差的深層原因。所以，對于小微型雜質的處理，目前較為有效的方法就是利用膜技術來進行去除，利用膜技術精密分離的特性將小微型雜質濾出，使水分子得以通過膜，達到除去小微型雜質的目的。

2.2 膜對微生物的去除

水中存在一定數量與種類的微生物，且大多數是不利于人體健康的有害微生物，所以在水處理中應盡量去除。微生物也有一定的大小，所以想要使其在水處理中有效去除，必須應用膜技術。未處理的水通過膜，能夠將大于孔徑的微生物留在膜外，從而起到去除微生物的作用[1]。以往的水處理技術在進行微生物去除的環節較為復雜、繁瑣，稍有操作不當，容易造成水質二次污染。而膜技術的出現與應用不僅使微生物去除更加簡便，還能顯著提高處理效果，最大程度上減少微生物的總量，使處理過程更加高效、可靠。

2.3 膜的排斥作用

膜的排斥作用也是膜技術在水處理中起到重要的影響，對生物膠質的去除效果較好。pH值對于膜的排斥作用十分重要，一般情況下pH值升高，生物膠質中的乳膠顆粒將減少抑制反應，這有利于其吸附在膜上，從而較好地發揮去除生物膠質的作用。pH值的改變對于膜表面電荷層的形成起到促進作用，適當合理調整pH值將保證膜表面電荷層的穩定性。電荷的作用就是對細微顆粒進行吸引或排斥，想要改變吸引排斥作用就要控制pH值的變化。通常情況下，排斥力取決于膜的負載，負載越多排斥力越弱。

3 膜工藝的發展研究

3.1 全膜法工藝

在膜工藝的發展過程中，膜被應用于很多方面，其廣泛性決定了較好的發展前景。其中，全膜工藝是較為普遍的一種，它是指利用全膜法來進行水處理，使用微濾、超濾、反滲透等具體方法，來除去各種水中污染物。在這個過程中，膜發揮著將污染物與水分離的重要作用，所以膜的性能對于水處理效果有直接影響作用[2]。全膜法工藝具有較多的優點，包括工藝技術先進、處理效果顯著、出水質量高、無再生污水排除等，所以在現階段我國水處理中發揮著重要的作用。全膜法工藝符合我國綠色環保的要求，對于我國未來生態環境好轉具有重要的意義。

3.2 膜生物反應器

膜生物反應器也是膜工藝中的一項重要內容，在我國水處理技術發展過程中發揮著重要作用。膜生物反應器就是將膜作為重要的載體，使一些能夠分解水中污染物的微生物生存，在水通過的過程中，這些微生物會將水中的污染物進行分解，進而達到水質提高的要求。膜生物反應器是我國水處理科學技術發展的重要標志，這種新型工藝對于污水處理意義重大，在節省物質資源以及空間資源的基礎上，極大地增強水處理效果，使我國水處理技術水平大幅提高。

3.3 微濾組合工藝

在膜工藝中的微濾組合工藝中，最為重要的就是將各種過濾技術進行合理的組合，使組合后的工藝對于水處理發揮更大的作用。針對不同的水處理要求以及水污染程度，要合理、有效地選擇過濾技術，將不同過濾技術的優點進行結合，強化分離效果。微濾組合工藝還能夠有效降低膜污染，多種工藝的結合將達到同時分離多種水中污染物的效果，所以不會使某種污染物因無法及時去除而引發膜污染。

4 膜技術在水處理中存在的主要問題

4.1 膜污染情況嚴重

目前，膜技術在我國水處理中的應用還需進一步完善，其中存在的一些問題可能會影響水處理效果。膜污染情況嚴重就是其中一項主要問題，膜污染主要是由膜的材料材質以及使用時間造成的，在進行膜技術水處理的過程中，水中一些污染物不能在清理過程中徹底與膜分離，污染物在膜上積累得越來越多，最終使膜失去作用。膜污染對于水處理造成十分不利的影響，使經過處理后的出水質量達不到相應的標準，同時還會降低膜的使用壽命，增加水處理的經濟成本。

4.2 膜材料制造工藝水平較為落后

現階段，我國在膜技術水處理過程中，所采用的膜有多種材料和工藝，不同材料和工藝生產的膜在性能與效果上有著較大的差異。要提高膜技術水處理的性能，首先要提高膜材料及膜工藝的制造水平。目前，我國膜材料及膜工藝制造水平較為落后，所制造的膜在性能上不能達到國際先進標準，所以在水處理過程中不能較好地發揮出精密隔離的效果。膜材料及膜工藝制造水平與其他發達國家相比還存在一定的差距，想要提高我國未來膜技術水處理應用的競爭力，重視提升膜材料制造工藝十分必要。

4.3 膜適應性穩定性有待加強

目前，我國在膜技術水處理過程中應用多種膜，其適應性及穩定性有待進一步加強，在不同環境條件下同一種膜所發揮的效果變化明顯。在進行水處理的過程中，水中含有的污染物會隨周圍環境的改變而變化，造成適應性不好的膜不能在不同環境條件下正常發揮作用，導致水、污分離效果不佳，不能滿足處理要求。所以，膜的穩定性研究是我國膜技術產業未來應重點發展的內容，只有加強膜的穩定性才能使膜更好地適應不同的環境，從而達到更廣泛應用的目標。

5 膜技術在水處理中的發展趨勢

5.1 提高膜性能

在膜技術的完善過程中，提高膜性能是其中最為基本的發展目標。目前，在水處理中，我國膜技術所應用的膜性能較差，不能有效發揮其分離的作用。所以，在未來的發展中，要重視膜生產技術與新型科學技術的結合，將膜的結構進行合理改進，增強膜性能，保證其在不同環境中都能發揮較為顯著的分離作用。

5.2 重視膜材料制造工藝

膜材料制造工藝也是我國膜技術未來發展的重要內容，在我國現有的膜材料制造工藝基礎上，探索高質量的膜材料制造方法，將我國膜材料制造工藝進行合理改革，使我國生產的膜材料質量以及穩定性得到顯著提升。

5.3 提高膜技術的應用水平

在膜技術的發展過程中，提高膜技術的應用水平也是我國未來發展的目標。提高膜技術的應用水平就是要不斷改進膜技術，使膜技術在水處理中的應用更加深入，從而提高我國水處理水平。

6 結語

水處理技術的應用與發展是我國水環境污染防治的一項重要內容，要使我國未來水環境狀況更好改善，需要進一步提升我國水處理技術水平并進行大規模的推廣和應用。作為一種新型、高效的水處理技術，膜技術的應用與發展應得到國家的高度重視。雖然目前膜技術及膜工藝還存在一些問題，但是通過有關機構攻堅克難、不斷努力，該技術終將逐漸完善，從而更好地應用到水處理的各個領域，為我國水環境的改善發揮重要作用。

1 王 慈，余 江，蘇子藝，等.高效復合納米薄膜材料在水處理中的應用[J].深圳大學學報（理工版），2015，32（3）：239-244.

2 劉京強，崔巍巍，劉立柱，等.兩親性共聚物P(MMA-co-AMPS)對聚偏氟乙烯超濾膜性能的影響[J].高分子材料科學與工程，2016，32（2）：7-12.

Application and Development of Membrane Technology in Water Treatment

Liu Yang
(Qinhuangdao Harbor District Environmental Protection Bureau, Qinhuangdao 066000, China)

In recent years, with the rapid development of China's economy, the environmental problems caused by it have been paid more and more attention. Prevention and control of water pollution has become an important task in china.Membrane technology has been widely used in the field of water treatment because of its advantages of high efficiency,practicality, energy saving, high precision and so on. In this paper, the application and development of membrane technology in water treatment in China are analyzed, and the problems existing in the membrane technology are found out,so as to better carry out the work of water pollution prevention and control.

membrane technology; water treatment; application; development

TQ085.4

A

1008-9500(2017)05-0025-03

2017-03-17

劉洋（1980-），男，河北秦皇島人，工程師，從事環保工作。