膜分离技术在水处理领域的应用

【前言】

  

自从

1748 年法国科学家 AbbleNallet 发现了膜分离现象，即水能自然扩散到装有酒

精溶液的猪膀胱膜内，各国学者就开始了对膜的研究。膜分离技术与传统的分离过程如过滤、
精馏、萃取、蒸发、重结晶、脱色、吸附等相比，具有操作简便，设备紧凑，工作环境安全，节
约能耗和化学试剂，无相变，无污染等特点，被认为是

21 世纪最有发展前途的高新技术

之一，将在

21 世纪的工业技术改造中起决定性的作用。目前，膜分离技术已广泛应用于各

行各业，尤其在水处理的领域，现已遍布生活污水、工业废水（电厂废水、重金属废水、造纸
工业、印染废水、石化工业废水和医药废水）、生活饮用水等方面。

    

【关键字】

   水处理 膜分离 新材料

一．膜分离原理及其特点

膜分离技术是在外力推动下，利用一种具有选择透过性能的特制薄膜作为选择障碍层

使混合物中某些组分易透过，其他组分难透过被截留，来达到分离、提纯、浓缩作用的技术
[3]，其工作原理为：一是根据混合物中组分质量、体积、大小和几何形态的不同，用过筛的
方法将其分离；二是根据混合物不同化学性质进行分离，物质通过分离膜的速度

(溶解速

度

)取决于进入膜内的速度和进入膜表面扩散到膜另一表面的速度(扩散速度)，其中溶解速

度完全取决于被分离物与膜材料之间化学性质。一般，膜的形态结构决定其分离机理及应用
方式。根据结构的不同，膜可分为固膜和液膜，固膜又可分为对称膜

(柱状孔膜、多孔膜、均

质膜

)和不对称膜（多孔膜、具有皮层的多孔膜、复合膜），液膜可分为存在于固体多孔支撑

层中的液膜和以乳液形式存在的液膜两种。

    

目前，常用膜分离技术可分为反渗透

(RO)、超滤(UF)、微滤(MF)、纳滤(NF)、电渗析

(ED)和膜接触器(MC)等。与传统分离技术相比，膜分离技术具有以下特点：①膜分离是可
分离相对分子量为几千甚至几百物质的高效分离过程。

②膜分离过程基本不发生“相”的变化，

耗能低，能量转化率高。

③膜分离过程可在常温下进行，适用于热敏性物料如果汁、酶、药物

等的分离、分级和浓缩。

④膜分离设备的运动部件少，结构简单，操作、控制、维修方便。⑤膜

分离效率高，设备体积小，占地少，适用范围广。

     

二、膜分离技术在生活污水处理方面的应用

    

1．超滤在生活污水处理方面的应用 
超滤以压力为驱动力，利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同分子量物

质分级的膜分离技术。广泛应用于生活污水处理中的超滤膜过滤精度为

0.01m，对胶体、藻

类、病毒、有机大分子等有很好的去除率。

 

2．纳滤在生活污水处理方面的应用