水處理膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

摘要：水環(huán)境污染的加重，帶動(dòng)了水處理領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，將膜材料及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于水處理工作?；诖?，文章將水處理膜技術(shù)作為研究對(duì)象，分析該技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，強(qiáng)化水處理膜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，改善水環(huán)境。

關(guān)鍵詞：水處理;膜技術(shù);反滲透膜

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）10-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.063

Abstract：The aggravation of water environment pollution has led to the technological innovation in the field of water treatment，and the application of membrane materials and related technologies to water treatment work.Based on this，this paper takes water treatment membrane technology as the research object，analyzes the development status and development trend of this technology，strengthens the application advantage of water treatment membrane technology， and improves the water environment.

Key words：Water treatment;Membrane technology;Reverse osmosis membrane

水處理膜技術(shù)是指利用生物膜的物質(zhì)分離作用，將水中的雜質(zhì)去除，實(shí)現(xiàn)凈化處理的目的。不同類型的生物膜在水處理方面的功能不同，如：雙極膜用于含氟廢液的處理、納濾膜用于海水淡化等。因此，膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域有良好的發(fā)展前景，對(duì)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)的分析，可以促進(jìn)水處理膜技術(shù)的發(fā)展。

1 水處理膜技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外水處理膜技術(shù)

水處理膜技術(shù)由發(fā)達(dá)國家傳入我國，在技術(shù)發(fā)展方面更具優(yōu)勢(shì)。如美國科氏公司形成的膜產(chǎn)品鏈，可生產(chǎn)精度及種類不一的水處理膜;陶氏化學(xué)公司在發(fā)展超濾膜和反滲透膜的同時(shí)，研發(fā)復(fù)合膜，表現(xiàn)出能耗低、膜使用壽命長等優(yōu)勢(shì)，為水處理提供豐富原材料;美國海德能公司是世界最大的卷式反滲透膜生產(chǎn)商，生產(chǎn)的卷式反滲透膜日處理純凈水可達(dá)19億t;日本東麗集團(tuán)生產(chǎn)的超濾膜具備較強(qiáng)的抗污染能力，可避免水處理中堵塞問題的出現(xiàn);美國GE公司經(jīng)過多年技術(shù)研發(fā)，在水處理膜方面有成熟的工藝技術(shù)，特別是液體零排放技術(shù)，在膜制備領(lǐng)域占比高達(dá)90%;荷蘭、奧地利等國的膜技術(shù)公司也紛紛開展技術(shù)研究，提出七孔超濾膜技術(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品，進(jìn)一步優(yōu)化水處理工程效果。

1.2 國內(nèi)水處理膜技術(shù)

雖然我國研發(fā)水處理膜技術(shù)的時(shí)間較短，但是仍舊取得了較為理想的成果。如上海和北京等膜生產(chǎn)企業(yè)，研發(fā)了多種新型水處理膜，如平板膜、復(fù)合反滲透膜及中空纖維膜等。在水處理場景增多，水污染治理標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)的趨勢(shì)下，水處理膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域有良好的發(fā)展前景，技術(shù)需求增多，需要受到行業(yè)工作者的重視。同時(shí)，我國膜生產(chǎn)企業(yè)在膜制備和膜應(yīng)用方面有所突破：

在膜制備中，時(shí)代沃頓創(chuàng)新膜制造工藝，研發(fā)了抗氧化性及抗污染性較強(qiáng)的反滲透膜，在無菌飲用水以及藥品生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，解決了傳統(tǒng)反滲透膜存在的污染問題;某膜生產(chǎn)企業(yè)將PVC合金作為中空纖維膜的制造材料，配合熱致相分離法，增強(qiáng)中空纖維膜的生產(chǎn)效益;山東某研究設(shè)計(jì)院利用膜生物反應(yīng)器技術(shù)，研發(fā)了中控平板式陶瓷膜，該膜具有強(qiáng)度大、穩(wěn)定性高及可再生使用等優(yōu)勢(shì)，改善了傳統(tǒng)平板膜或中空纖維膜存在的應(yīng)用問題。

在膜應(yīng)用中，應(yīng)用場景包括海水淡化、純水制備、工業(yè)廢水處理、生活污水處理等，不同應(yīng)用場景對(duì)水處理的要求有所差異，膜生產(chǎn)企業(yè)需對(duì)水處理膜的性能進(jìn)行優(yōu)化，使其更符合水處理要求。目前常見的膜應(yīng)用技術(shù)為集成膜分類技術(shù)，包括雙膜法、全膜法等。某膜生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)雙膜法及全膜法，或者將膜材料和其他水處理設(shè)備配合使用，如膜生物反應(yīng)器等，可以提升水處理膜的應(yīng)用效果。其中，雙膜法是指同時(shí)應(yīng)用反滲透膜與超濾膜、微濾膜，可實(shí)現(xiàn)深度脫鹽，提高進(jìn)水水質(zhì)，在工業(yè)廢水處理及污水回用的應(yīng)用廣泛;全膜法是指配合應(yīng)用兩種以上的水處理膜，可強(qiáng)化污染物去除效果，提高水回收率，在超純水制備中應(yīng)用廣泛;膜生物反應(yīng)器是指將水處理膜和傳統(tǒng)水處理工藝配合使用，可降低水處理工藝的能耗，提高出水水質(zhì)。

1.3 水處理膜技術(shù)不足

雖然我國水處理膜技術(shù)取得一定成就，但和世界領(lǐng)先水平仍舊存在一定差距，在水處理膜的生產(chǎn)規(guī)模和種類等方面，國外大型高端膜企業(yè)更具優(yōu)勢(shì)。細(xì)化來說，我國水處理膜技術(shù)的不足體現(xiàn)在以下兩方面：一方面，我國水處理工程中污水廢水水質(zhì)復(fù)雜，膜企業(yè)提供的水處理膜針對(duì)性較強(qiáng)，適用性不足，且使用效果不穩(wěn)定，膜使用壽命短，長期使用后，處理效果降低，加大水處理成本;另一方面，污水與廢水中的微生物及顆粒物會(huì)對(duì)膜造成堵塞，引發(fā)膜污染現(xiàn)象，加大膜對(duì)清理的需求，降低膜的處理效果。

2 水處理膜技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

在水處理膜技術(shù)發(fā)展中，憑借有機(jī)物去除效率高、操作便捷和容積負(fù)荷低等優(yōu)勢(shì)，用于城市工業(yè)廢水、生活污水的處理。在未來的發(fā)展中，膜生產(chǎn)企業(yè)需注重技術(shù)創(chuàng)新，拓展水處理膜的應(yīng)用。

2.1 創(chuàng)新水處理膜生產(chǎn)工藝

在水處理膜技術(shù)應(yīng)用中，處理效果的關(guān)鍵在于膜材料。在未來的發(fā)展中，企業(yè)需創(chuàng)新水處理膜生產(chǎn)工藝，在保障水處理膜功能的前提下，增強(qiáng)水處理膜的性能，延長水處理膜的使用壽命，降低生產(chǎn)能耗，實(shí)現(xiàn)環(huán)保綠色生產(chǎn)。以熱致相分離法為例，膜生產(chǎn)企業(yè)在聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜制作中，應(yīng)用熱致相分離法，通過高速的熱交換，提升高分子溶液的分相效率，可避免膜液參與凝膠化，提升生物膜的孔隙率，使水處理膜的性能更優(yōu)異。同時(shí)，膜生產(chǎn)企業(yè)需將技術(shù)研發(fā)方向集中于納濾膜（如納濾級(jí)陶瓷膜或者納濾級(jí)石英膜等）、超濾膜、抗油疏水膜等，豐富水處理膜的種類，為不同領(lǐng)域的水處理提供性能相符的膜材料，增強(qiáng)水處理的效益。

2.2 提升水處理膜性能

在未來的水處理膜技術(shù)應(yīng)用中，水處理膜性能優(yōu)化是必然發(fā)展趨勢(shì)，可提升水處理質(zhì)量。結(jié)合當(dāng)前的水處理膜應(yīng)用，性能提升方向如下：第一，抗污染性能，水處理膜應(yīng)用時(shí)，普遍存在污染物堵塞問題，影響其滲漏效果，膜生產(chǎn)企業(yè)需增強(qiáng)水處理膜的抗微生物繁殖能力，保障水處理效果;第二，膜通量，該性能與水處理膜的處理效率聯(lián)系密切，還會(huì)影響水處理膜的使用壽命，可通過孔徑有效分布率、理化穩(wěn)定性的提升，加大膜通量;第三，機(jī)械強(qiáng)度，部分水處理場景的條件較為惡劣，如高壓、高溫或者重物拉伸等，膜生產(chǎn)企業(yè)需增強(qiáng)水處理膜的機(jī)械強(qiáng)度，使其適用于多種惡劣應(yīng)用場景;第四，適應(yīng)性，膜生產(chǎn)企業(yè)需結(jié)合水處理膜的應(yīng)用場景，研發(fā)適用性強(qiáng)水處理膜，使水處理膜適應(yīng)多種處理工況，降低水處理工程中的預(yù)處理要求，節(jié)約工程成本。同時(shí)，研究機(jī)構(gòu)及膜生產(chǎn)企業(yè)可將工作重點(diǎn)放在復(fù)合膜中，將多種性能集于一體。

2.3 拓展水處理膜的應(yīng)用

水處理膜生產(chǎn)及性能優(yōu)化的目的在于提升水處理效果，拓展水處理膜的應(yīng)用是未來的發(fā)展重點(diǎn)，膜生產(chǎn)企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)需提升水處理膜的實(shí)踐效益，針對(duì)不同的水處理場景，研發(fā)適用的水處理膜，提升水處理水平。比如，針對(duì)水處理中的鹽和重金屬雜質(zhì)，可研發(fā)微濾膜;針對(duì)水處理中的酸性/堿性液體，可研發(fā)耐高濃度酸堿的生物膜;針對(duì)高溫水處理，可研發(fā)耐高溫的生物膜;針對(duì)水處理中的有機(jī)物雜質(zhì)，可研發(fā)超濾膜;針對(duì)含油廢水的處理，可研發(fā)反滲透膜等[1]。同時(shí)，水處理人員可配合應(yīng)用多種水處理膜，將生物法與膜法配合使用，整合水處理膜的性能，增強(qiáng)水處理效果，降低膜法水處理的能源損耗，實(shí)現(xiàn)水處理中的資源最大化利用。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著水處理膜技術(shù)的發(fā)展，水處理的效果有很大提升，相關(guān)專家需加強(qiáng)水處理膜技術(shù)的研發(fā)。通過本文的分析可知，在未來的水處理膜技術(shù)發(fā)展中，相關(guān)人員需創(chuàng)新水處理膜生產(chǎn)工藝、提升水處理膜性能，拓展水處理膜的應(yīng)用，提升水處理效果及質(zhì)量，促進(jìn)水資源的最大化利用。

參考文獻(xiàn)

[1]劉全諹，齊明亮.超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018（08）：23.

[2]車峰.環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用探討[J].化工管理，2018（11）：32.

[3]劉金梅，王亮.超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用[J].環(huán)境與發(fā)展，2018（01）：43-45.

[4]吳遠(yuǎn)斌.膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用與發(fā)展[J].能源與環(huán)境，2018（05）：76+79.

收稿日期：2020-08-12

作者簡介：王端鑫（1984-），男，漢族，本科學(xué)歷，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)樗w治理、土壤修復(fù)。