水處理膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

劉云芳

（鴻富晉精密工業(yè)（太原）有限公司 山西太原 030032）

1 水處理膜技術(shù)發(fā)展概述

1.1 國外水處理膜發(fā)展情況

水膜處理技術(shù)最早起源于發(fā)達(dá)國家，目前根據(jù)不同工藝已經(jīng)建立起了種類繁多的產(chǎn)品體系，膜產(chǎn)品和工藝已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，然而，發(fā)達(dá)國家在此領(lǐng)域依然發(fā)展迅速，并根據(jù)市場的需求，不斷研發(fā)新的膜材料與膜產(chǎn)品。目前很多膜產(chǎn)品的國外企業(yè)已經(jīng)具備了優(yōu)良的產(chǎn)品和技術(shù)體系，憑借強大的實力和規(guī)模，目標(biāo)已經(jīng)瞄準(zhǔn)我國的水處理膜市場，手里牢牢掌握了國內(nèi)龐大的客戶群體。美國科氏公司目前擁有全世界最強大的膜產(chǎn)品鏈，具備生產(chǎn)不同材質(zhì)、不同種類，不同過濾精度的膜產(chǎn)品，同時在各項技術(shù)上穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)了世界最高水平，超濾膜和反滲透膜是該公司的主打產(chǎn)品，憑借各項優(yōu)勢占有了世界膜產(chǎn)品市場半壁江山，除了美國企業(yè)以外，荷蘭、奧地利、日本的一些企業(yè)也在水處理膜技術(shù)和產(chǎn)品方面具備世界先進(jìn)技術(shù)[1]。

1.2 國內(nèi)水處理膜發(fā)展現(xiàn)狀

隨著水處理膜技術(shù)被引進(jìn)國內(nèi)，我國才開始發(fā)展水處理膜技術(shù)，雖然我國的水處理膜技術(shù)發(fā)展較晚，但是最近幾年發(fā)展速度很快，到目前為止，國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批具備生產(chǎn)先進(jìn)膜產(chǎn)品，掌握先進(jìn)技術(shù)的公司，而且發(fā)展方向各不相同，都具備自己的特點，避免了出現(xiàn)相同產(chǎn)品進(jìn)行惡意競爭的現(xiàn)象，面對實力強勁的國外企業(yè)帶來的壓力，更有利于國內(nèi)企業(yè)占據(jù)市場份額。目前，隨著國內(nèi)很多公司研發(fā)出了中空纖維膜、平板膜、反滲透膜等國內(nèi)高水平膜技術(shù)產(chǎn)品，標(biāo)志著我國的膜產(chǎn)品水準(zhǔn)水平已經(jīng)越來越接近發(fā)達(dá)國家。

2 國內(nèi)水處理膜應(yīng)用現(xiàn)狀

我國在水處理膜領(lǐng)域的應(yīng)用和技術(shù)起步較晚，目前主要應(yīng)用在生活污水和工業(yè)廢水處理、回收及工業(yè)生產(chǎn)所需的軟化水、純水、超純水的制備方面，以微濾、超濾、納濾和反滲透等工藝為主的膜技術(shù)目前在國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛，此類技術(shù)之間的相互組合以及與其他技術(shù)的組合也比較常用于水處理方面。隨著微濾、超濾、納濾以及反滲透技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，應(yīng)用范圍非常廣泛，在水處理方面發(fā)揮著重要的作用，同時，由于政府在污水處理標(biāo)準(zhǔn)方面的不斷更新和提升，不斷有新的技術(shù)成果被研究出來，并得到廣泛應(yīng)用，隨著國家對水中有機污染物含量的要求提高，優(yōu)勢膜生物反應(yīng)器、雙膜法、全膜法等集成膜分離技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，對于類似于電鍍、印染等行業(yè)帶來的特殊工業(yè)廢水具備優(yōu)良的處理能力[2]。

3 水處理膜的分類和對比

相對于傳統(tǒng)的水處理技術(shù)而言，膜技術(shù)是21世紀(jì)革命性的水處理技術(shù)，在最近40來年的時間里得到了快速的發(fā)展，在是水處理領(lǐng)域得到了重要的應(yīng)用，和傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比有節(jié)能、投資小，簡單易操作，高效等優(yōu)勢。目前水處理常用的膜大概分為以下幾類：

3.1 微濾膜

靜壓差是微濾膜進(jìn)行工作的推動力，微濾膜的特點時利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的篩分作用得到分離的作用，微孔過濾膜是一種均勻的多孔薄膜，厚度一般介于90～150μm，過濾粒徑介于0.025～10μm，操作的壓力值在 0.01～0.MPa之間。

3.2 超濾膜

超濾膜的過濾顆粒直徑在大約在5～10nm之間，介于微濾膜和反滲透膜之間，在0.1～0.5MPa的靜壓差的驅(qū)動之下，類似于載留蛋白質(zhì)和酶等一些分子量大于500的大分子及膠體，會形成濃縮液，實現(xiàn)溶液的分離、凈化和濃縮的目的。

3.3 反滲透膜

反滲透膜的原理是將滲透過程過程進(jìn)行逆反操作，以壓力差作為推動力，通過在待分離液一側(cè)施加高于滲透壓的壓力，使得原來液體里的溶劑滲透到半滲透膜的另一面，反滲透的工作壓力介于1～10MPa之間，原水滲透壓是決定因素，目前反滲透膜在海水淡化、苦咸水淡化、純水生產(chǎn)等方面得到了廣泛的運用，涉及市政、電力、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。

3.4 納濾膜

納濾膜以反滲透復(fù)合膜為基礎(chǔ)研發(fā)出的一種膜產(chǎn)品，在超低壓反滲透技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的延伸和改進(jìn)，納濾膜的截留粒徑在0.1～1nm之間，一價離子和小分子物質(zhì)具備較高的通過性能，工作壓力為0.5～1MPa，截留多價離子和大分子有機物是主要目的，截留分子量的大小在反滲透和超濾間。

3.5 電滲析膜

電滲析膜的工作原理和上述膜的工作原理不同，電滲析的推動力是電位差而不再是壓力差，是利用離子交換膜的選擇透過性，在直流電場的作用之下，把電解質(zhì)從溶液中分離出來，從而達(dá)到對溶液的淡化、濃縮及純化的目的[3]。

4 水處理膜技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 提高膜材料制造工藝水平

膜材料是水處理膜技術(shù)的基礎(chǔ)，想要發(fā)展膜技術(shù)，首先必須在材料上有所突破，所以膜制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)在膜材料的制造水平上不斷研發(fā)創(chuàng)新，不斷利用新的科學(xué)技術(shù)手段提高膜材料的品質(zhì)，從而提高膜產(chǎn)品的性能，從目前膜技術(shù)的發(fā)展動態(tài)看，熱值相分離法制備偏氟乙烯中空纖維超濾膜是當(dāng)前的發(fā)展趨勢，從長遠(yuǎn)看來，研發(fā)具有使用壽命長、消耗小、抗腐蝕等特點的膜材料是未來膜材料的發(fā)展方向。

4.2 加強膜性能

水處理的效果是由膜產(chǎn)品的質(zhì)量決定，所以，提高膜產(chǎn)品的性能是水處理膜技術(shù)發(fā)展的方向，提高膜產(chǎn)品對復(fù)雜工況的適應(yīng)性，縮小成本，降低預(yù)處理要求是提升膜產(chǎn)品的主要方向，另一方面是，提高抵御污染性能，特別是抵御微生物繁殖污染能力，抗吸附能力。所以，應(yīng)該對膜生產(chǎn)工藝與新型科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有機融合，對膜產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，增強膜產(chǎn)品的質(zhì)量，從而讓膜產(chǎn)品在不同工作條件下都能發(fā)揮高效的處理效果[4]。

4.3 提高膜技術(shù)應(yīng)用水平

除了提高膜材料和膜產(chǎn)品的性能外，重視膜產(chǎn)品的應(yīng)用水平也是關(guān)系到提高水處理技術(shù)的重要一環(huán)，提高膜技術(shù)的應(yīng)用水平也是相關(guān)科技人員應(yīng)該關(guān)注的的重點，隨著我國在水處理方面標(biāo)準(zhǔn)的不斷改進(jìn)，膜技術(shù)也應(yīng)當(dāng)做出相應(yīng)的變化，在水處理膜技術(shù)方面，如何提高膜產(chǎn)品的組合工藝是工作的重心，并針對各種實際需要，發(fā)展各種膜技術(shù)，需要相關(guān)從業(yè)人員深入研究和調(diào)研，實現(xiàn)將兩者良好結(jié)合的目的。

結(jié)語

水處理技術(shù)是我國水環(huán)境污染防治的重要內(nèi)容，水處理膜技術(shù)作為一種新型、高效的水處理技術(shù)，對于提高我國水處理能力具有積極意義，因此膜技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展受到國家的高度關(guān)注，相信隨著膜技術(shù)應(yīng)用范圍不斷方法和新材料、新工藝的不斷出現(xiàn)，水處理膜技術(shù)將會不斷優(yōu)化，更好地應(yīng)用于各個領(lǐng)域的水處理工作中，為我國水環(huán)境污染治理發(fā)揮重要作用。