膜分離技術在 飲用水處理方面的應用

21世紀，環(huán)境污染是人類共同面臨的問題，特別是與人們生活密切相關的水污染問題，生產過程中產生的廢棄物、生活污水、生活垃圾等都會以不同的方式污染水體。而我國人均水資源量少，存在嚴重的水資源危機。為了有效應對這一問題，相關部門和工作人員可以在飲用水處理方面合理應用發(fā)展前景廣闊的膜分離技術，這種飲用水處理技術具有占地面積小、自動控制、出水水質高等優(yōu)點。

一、膜分離技術概述

1.膜分離技術的產生。近幾年，很多城市存在十分嚴重的水資源短缺問題，而伴隨著經濟發(fā)展速度的加快，人們的生活品位日漸提升，對于水污染的重視程度也不斷提升，對飲用水水質提出了更加嚴格的要求。很多傳統(tǒng)、常規(guī)的飲用水處理工藝具有明顯的局限性，操作流程復雜、投資過高，而且往往只能去除水中少量的有機污染物，不能保證飲用水的安全。膜分離技術作為一種新型的水分離技術，起源于20世紀30年代，于60年代得到廣泛應用，在水資源可持續(xù)利用方面發(fā)揮著積極作用，是21世紀最科學的水處理技術之一。

2.膜分離技術的基本原理。天然或合成膜是膜分離技術的核心，具有很強的滲透性，利用外部能量或化學位差作為重要驅動力，分離、純化和富集多組分或雙組分溶質，最后分離具有不同化學或物理特性的混合物。

二、膜分離技術在

飲用水處理方面的應用策略

1.在凈化飲用水方面的應用。在凈化飲用水的過程中，不僅要除去常見的污染物，包括有機物、無機鹽等，還要徹底去除水中產生的化學物質和微生物，因為這些物質一旦進入人體將會產生疾病，比如傷寒、痢疾、霍亂等，嚴重影響人類的身體健康。膜分離技術可以通過控制膜表面間隙的大小來確定膜的類型，進而有效去除水中所含的病菌，還可以降低飲用水的色度和濁度，提高飲用水的質量。膜分離技術不需要在原有的水體中添加化學劑，給原有水體帶來的影響并不大，還會大大降低水處理的成本支出，比較適用于規(guī)模較大的飲用水處理系統(tǒng)。

膜分離技術可以有效解決傳統(tǒng)的飲用水處理工藝面臨的諸多問題，有效消除水中的消毒副產物，因此在飲用水處理中得到了廣泛的應用。特別是以納濾膜為核心的處理工藝除雜率強、操作壓力低，在供水行業(yè)具有明顯的優(yōu)勢。例如，某城市水廠的取水量受到海水入侵的影響，原有水體中的氯化物指標提高，導致水中氯化物超出規(guī)定的標準，特別是在咸潮時期，市民家中的自來水會明顯發(fā)咸。為了保證供水水質的安全性，該城市水廠升級改造了現有的處理工藝，以納濾膜為核心，去除水中的微小顆粒，確保工廠水中氯化物含量及各項指標均達到居民飲用水標準?？梢?，膜分離技術以提高水資源利用質量為基礎，優(yōu)化了水廠水的品質，為居民用水安全提供了必要的保障。

2.在海水淡化中的應用。在很多沿海城市，海水都是必不可少的水資源。海水中包含大量的微溶無機鹽離子，其中包括鎂、鈣離子等無機離子，如果使用一般的方法是無法有效去除的。為此，相關部門和工作人員需要進行海水淡化，而反滲透是海水淡化項目中極具競爭力的技術。在反滲透海水淡化項目中，使用膜分離技術并添加適量的阻垢劑、酸，可以有效去除水中的碳酸根?，F階段，這種方法已經被廣泛應用到沿海缺水城市的飲用水處理和海水淡化中。

例如，某沿海城市在建設海水淡化廠之前，需要定期使用補給船為島上居民提供飲用水，但是通過這種方式運輸的水量是有限的，因此很多居民主要的生活用水是降水，居民會將雨水存儲到自建的雨水窖中。為了有效改變這一現狀，相關部門和工作人員使用反滲透技術淡化海水，通過建設海水淡化廠，每天可產出大量有品質保障的用水，而且該廠占地面積小、工程量小、自動化水平高，可以滿足島上居民的生活用水需求。在實際的海水淡化過程中，工作人員將海水輸入到電解機中，隨后出水進入到沉淀池，經過科學的過濾，最后成為海水淡化膜系統(tǒng)的進水。采用反滲透海水淡化膜分離設備進行海水淡化，科學淡化后產生的飲用水可用于島上居民的生產生活，濃縮后的海水則直接排入大海。

3.在果汁飲料工業(yè)中的應用。現階段，膜分離技術是一種應用范圍廣、規(guī)模大的技術，并被廣泛應用到飲料加工水處理中。砂糖是果汁飲料的重要組成部分，其中包含色素、蛋白等雜質，會直接影響調制飲料的口感，采用膜過濾技術就可以很好地解決這個問題。

三、膜污染與膜清潔技術

膜污染是指原水體經過膜表面的過程中，水體中的雜質、分子物質等與膜發(fā)生反應并停留在膜的表面，這樣會大大降低分離效果，影響水質。膜污染的原因有很多，分離出的物質被截留后被膜體吸收、截留濃度增加而降低膜通量等，都會降低膜的質量和效率。在這種情況下，做好膜清潔工作是十分必要的，經常使用的清潔技術主要分為物理、化學、生物三種。

1.物理清潔方法。物理清洗方法包括反壓清洗和低壓高流速清洗，其工作原理是用處理過的水清洗膜表面，有效去除膜上的污染物質。但這種清洗方法不能有效去除膜中殘留的化學物質，不適合長期使用后的分離膜清洗，因此有必要采用生物清洗和化學清洗相結合的方法。

2.化學清潔方法。從超濾膜的角度來講，化學清洗方法常用的藥劑有酸、堿等，這些物質能夠與膜上殘留的化學物質發(fā)生反應，使這些化學物質從膜表面分離，從而使膜恢復到原來的分離效果。在使用清潔藥劑之前，相關部門和工作人員要明確哪些物質應該去除，并在此基礎上選擇合適的藥劑，防止由于藥劑不合理而改變膜的結構，給膜帶來損傷。

3.生物清潔方法。生物清洗方法主要分為兩種，一是利用微生物和其他生物活性物質在膜表面發(fā)生反應，有效去除膜表面的污染物;二是在膜表面固定生物制劑，這種生物制劑會與被分離的物質產生物理反應，改變其生物性質和化學性質，使其無法在膜表面停留，增強膜的抗污染能力。這兩種方法的原理不同，但是產生的效果符合相關標準和要求，有利于降低運行成本支出。

四、結語

膜分離技術具有諸多優(yōu)勢，是有關部門和科研人員的研究重點。隨著人們環(huán)保意識的提高，膜分離技術得到進一步發(fā)展，且與不同水質需求相符，被廣泛應用到多個領域，例如有效處理飲用水、淡化海水資源等，有利于提升飲用水品質，更好地保障人們飲水安全。

作者簡介：徐子義（1987-），男，漢族，安徽阜陽人，碩士研究生，工程師，研究方向為生態(tài)環(huán)境工程與咨詢。