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膜分離技術(shù)的環(huán)境工程發(fā)展前景

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膜分離技術(shù)的環(huán)境工程發(fā)展前景

摘要:近幾年我國在環(huán)境工程方面技術(shù)不斷創(chuàng)新,出現(xiàn)了一種新的技術(shù)-膜分離技術(shù),由于其效果強,治理水平高,使污染得到控制,對于可以利用的資源實現(xiàn)二次利用,對此本文將對其應(yīng)用進行重點分析,對其發(fā)展前景進行闡述.

關(guān)鍵詞:環(huán)境工程;水處理;膜分離技術(shù);運用;研究分析

在環(huán)境工程中最為關(guān)鍵的組成部分就是分離處理,對此應(yīng)著眼于不斷地進行創(chuàng)新以及優(yōu)化相關(guān)的技術(shù),使其在應(yīng)用中更加可靠以及高效.在環(huán)境工程中應(yīng)用分離處理技術(shù)時,為了在運行的過程中使其水平得到提高就可以利用膜分離技術(shù).

1膜分離技術(shù)概述

AbbeNollet,諾倫特是法國科學(xué)家,在1948年發(fā)現(xiàn)了膜分離的現(xiàn)象,通過水可擴散到醇溶液中,自由地進入豬的膀胱.在現(xiàn)代的膜工業(yè)的發(fā)展過程中,亞鐵的氰化銅膜,在1864年,這是第一片的人造膜.在1960年,出現(xiàn)了第一張的醋酸纖維素膜.很多的學(xué)者一直致力于分離技術(shù)的研究,就發(fā)現(xiàn)了在處理污水的過程中,應(yīng)用最為廣泛的就是膜分離技術(shù).目前在污水、生活水以及處理中,都在應(yīng)用膜分離技術(shù).(1)結(jié)合物理原理進行應(yīng)用.在應(yīng)用膜分離技術(shù)中因為具體的物理性質(zhì)就是指幾何形狀、體積以及質(zhì)量方面存在差距,對其利用膜具有的篩子性質(zhì)實現(xiàn)了分離的效果,使其因為不同的粒徑實現(xiàn)篩選、分離.(2)根據(jù)化學(xué)的性質(zhì)進行分離.當(dāng)膜中的混合物經(jīng)過時,因為速度的不同就會使其分離.對此在速度的劃分上有兩種方式.第一,溶解速度,就是當(dāng)混合物在經(jīng)過膜表面時,會根據(jù)膜性質(zhì)的不同,實現(xiàn)進入;第二,當(dāng)其進入到膜中時,就會因為速度的不同而實現(xiàn)擴散,這就是所謂的擴散速度.對此利用兩種方式,在利用分離技術(shù)的過程中,根據(jù)化學(xué)性質(zhì)的不同,就可以確定溶解速度,同時因為物質(zhì)相對分子質(zhì)量的不同就會決定擴散速度的不同.

2膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用分析

2.1微濾技術(shù)

操作壓力當(dāng)小于0.2MPa時,就會利用微濾技術(shù)進行分離,當(dāng)在膜分離中使用中,比較廣泛的就是此技術(shù),對其可以實現(xiàn)0.1至10μm的顆粒的過濾.其原理就是根據(jù)篩網(wǎng)進行過濾,其實并沒有在此和其他的技術(shù)有不同.當(dāng)在飲用水的處理中,因為其并不需要更多的面積,但是相對液體來說處理效果好,比較經(jīng)濟.當(dāng)在城市的生活水處理中澄清過濾已經(jīng)被此技術(shù)進行取代,可以實現(xiàn)進行連續(xù)性的工作,但是會出現(xiàn)非常大的沖動.雖然廢水的類型不同,但是應(yīng)用微過濾膜分離技術(shù)可以對其進行處理.使其在水里的懸浮物含量可以得到降低,就會在使用中使其水更為澄清,達到進行二次利用.全量過濾以及死端過濾是利用了方式差異,就進行了分類.其中死端過濾常常在分離中應(yīng)用最為廣泛,是因為實現(xiàn)了產(chǎn)量的最大化,而且并沒有很大的能耗.所以當(dāng)膜中的過濾層因為時間的推移,透過的量就會降低.提高透過量的方式就是清理濾餅.

2.2對超濾技術(shù)在環(huán)境工程中的具體應(yīng)用進行分析

在環(huán)境工程中的實際應(yīng)用中,除了微濾技術(shù)的使用,還可以通過利用超濾技術(shù)進行膜的分離.可以使其凈化效果的最大化地實現(xiàn).將其懸浮物以及顆粒機型去除.當(dāng)工業(yè)在發(fā)展的過程中,此技術(shù)除了在環(huán)境工程中得到最大化的應(yīng)用外,還可以在其他的行業(yè)中進行應(yīng)用,如在汽車中,超濾技術(shù)將其應(yīng)用在電泳涂漆廢水中.對其金屬離子可以得到很好的回收,而且可以得到很好地的凈化,可以得到第二次的使用,將其經(jīng)濟效益得到最大程度的發(fā)揮.在以后的膜分離技術(shù)的發(fā)展中,還有很多重要的方面可以將其作為研究方向,而且在研究的過程中,可以利用此技術(shù)實現(xiàn)抗氧化的最大效果,而且耐高溫也可以得到更好的發(fā)揮.

2.3對反滲透技術(shù)在環(huán)境工程中的具體應(yīng)用進行分析

當(dāng)處理工業(yè)的廢水時,就會應(yīng)用環(huán)境工程的反滲透技術(shù),而且在垃圾滲濾液的處理過程中應(yīng)用反滲透技術(shù)實現(xiàn)處理.在改善飲用水水質(zhì)以及污水處理的過程中,可以應(yīng)用.因為當(dāng)相關(guān)的人員在處理廢水的過程中,會有重金屬以及氨氮等,而且濃度非常高,以前會利用活性污泥的方法進行處理,但是這種方法會出現(xiàn)很多的劣勢,如必須通過很長的時間才能處理完,而且效果沒有和人們預(yù)期的一樣.但是利用反滲透技術(shù)就可以克服上述問題,使其效果得到很好的體現(xiàn).但是也會有一定的問題,因為濃度差,以及會出現(xiàn)污染問題,所以在應(yīng)用的過程中,就要將其具體問題進行分析.實現(xiàn)改善膜材料的方法,體現(xiàn)技術(shù)價值.

2.4納濾

在環(huán)境過程中,因為需要進行分離,有些要求比較高,所以在凈化的過程中就可以使用納濾技術(shù),而且和其他的技術(shù)相比較,其作用效果非常好.當(dāng)對過濾物質(zhì)進行處理時,納濾技術(shù)就會利用壓力的特點,實現(xiàn)非常好的效果.而且提高了過濾效果,在這個過程中就要對其壓力機型設(shè)置,0.5-1.0兆帕.在過濾的實際應(yīng)用過程中,因為對其離子具有很強的選擇性,就可以實現(xiàn)對其理想離子的過濾效果,此技術(shù)可以應(yīng)用在很多的地方,當(dāng)遇到需要過濾的物質(zhì)時就可以應(yīng)用,可以對環(huán)境的保護有一定的促進作用.

2.5液膜

對于含有特定的有機物質(zhì)或者物質(zhì)離子的溶液,就可以采用液膜分離技術(shù).當(dāng)在廢水中,當(dāng)在液體的表面,會出現(xiàn)液膜,其實就是乳液的顆粒,就可以實現(xiàn)氨以及苯胺的去除,而且達到的效果就是清除率的提高,將近98%.而且對于液膜,和其他的固膜相比較,分離效率、選擇性以及傳質(zhì)速度更快更高.當(dāng)在處理廢水的過程中、冶煉以及醫(yī)藥化工中應(yīng)用過程中液膜分離技術(shù)可以得到很好的應(yīng)用.當(dāng)在回收二次應(yīng)用物質(zhì)的過程中,使其設(shè)備得到很好的應(yīng)用.而且操作簡單.所以在使用的過程中,應(yīng)該將重點放在液膜穩(wěn)定性上,實現(xiàn)快速破乳.

2.6集成膜技術(shù)

和傳統(tǒng)的技術(shù)相比,集成膜就實現(xiàn)了對其傳統(tǒng)的技術(shù)的改進,使其傳統(tǒng)的技術(shù)可以得到更好的發(fā)揮,在膜技術(shù)的發(fā)展中,利用新型的膜技術(shù)實現(xiàn)了特點的發(fā)揮.而且在環(huán)境工程中利用最為廣泛的是集成膜技術(shù),如廢水的處理中,就會得到更好的效果發(fā)揮,對于其有毒物質(zhì)可以得到更好的清除,而且可以進行濃縮,進一步地實現(xiàn)凈化處理,實現(xiàn)使用壽命的延長.

3膜分離技術(shù)在水處理環(huán)境工程中的應(yīng)用

3.1飲用水凈化膜分離技術(shù)

當(dāng)對飲用水中懸浮物以及細菌等進行處理的過程中,可以得到更好的凈化效果.當(dāng)在凈化的過程中,可以將其微濾膜以及超濾膜應(yīng)用下過程中,對其微生物進行去除,如病毒、賈第蟲、細菌以及隱孢子蟲等,其中的膠體就可以通過表面的超濾膜進行去除,在水中的細菌得到去除.利用膜分離技術(shù),就其他的飲用水凈化技術(shù)相比較,因為沒有其他試劑,所以凈化的效果得到發(fā)揮.

3.2處理工業(yè)廢水

膜分離技術(shù)主要用于深度處理以及回收廢水的過程中,可以通過對膜分離技術(shù)的應(yīng)用,使其廢水得到處理.就可以利用超濾膜,應(yīng)用在石化廢水中,實現(xiàn)油的質(zhì)量濃度的降低;在對染料廢水進行處理的過程中,會發(fā)現(xiàn)因為生物降解性差以及含鹽量高,就利用表面納濾膜實現(xiàn)了染料廢水的含鹽度的降低;當(dāng)利用膜分離技術(shù)進行造紙廢水處理時,可以得到很好的處理效果,而且使其相關(guān)的回收率得到提高;當(dāng)對有機廢水進行處理時也可以利用膜分離技術(shù),在廢水含有重金屬時也得到更為廣泛的應(yīng)用.實現(xiàn)了有用物質(zhì)的回收,將其水中的溶鹽進行去除.總之,在其中的應(yīng)用更為廣泛.

3.3海水及苦咸水淡化

為了實現(xiàn)淡水的獲得,在處理的過程中就可以對苦咸水以及海水進行淡化,所以在膜技術(shù)的發(fā)展中,進行淡化的過程中應(yīng)用可以將其目前的水資源短缺問題得到緩解,在其中的方式中,膜蒸餾、反滲透以及電滲析就是三種方法.其中利用電滲析的方式,雖然可以將其進行淡化的效果,但是使用的頻率比較低,因為會在能耗上需要更多;但是利用反滲透的方式,不僅對咸淡水的處理效果較好而且成本比較低,實現(xiàn)了分離目的;利用膜蒸餾工藝,其實就是利用膜技術(shù)以及蒸餾的技術(shù),因為兩邊的蒸汽壓具有壓差,就會使其料液中揮發(fā)性的組分通過蒸氣透過膜孔,實現(xiàn)分離.

4膜分離技術(shù)的發(fā)展前景

人們的生活水平已經(jīng)隨著我國的綜合國力的增強越來越高,將更多的關(guān)注點放在了對身體的健康以及生活環(huán)境的重視.而且因為環(huán)境的惡化,對其環(huán)境也有了更高的要求.對此在探索的路上,對其新技術(shù)進行創(chuàng)新已經(jīng)是一個趨勢,實現(xiàn)高品質(zhì)以及零污染的目的效果,對此利用膜分離技術(shù)就實現(xiàn)了效率高、耗能少而且沒有污染等.在人們的生活以及生產(chǎn)中,因為周圍環(huán)境的變化,帶來更多的環(huán)境問題,對此在對廢水處理的過程中就會利用膜分離技術(shù),比如微濾、超過濾以及反滲透等分離技術(shù),實現(xiàn)了分離的目的,而且實現(xiàn)了二次使用以及資源的再次應(yīng)用,對我國的可持續(xù)發(fā)展具有促進作用.在我國利用膜分離技術(shù)雖然不是非常成熟,但是相信在未來的發(fā)展會更好.所以一方面我國要實現(xiàn)經(jīng)濟的提高,而且對其環(huán)境也要重視,一定要進行兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展.

5結(jié)束語

綜上所述,膜分離技術(shù)在環(huán)境工程中,實現(xiàn)了非常大的作用,而且當(dāng)其應(yīng)用在其他的項目中,也會實現(xiàn)非常大的效果.在最后的分離效果比較中,此技術(shù)具有眾多的優(yōu)勢,適用性比較強,與其他分離技術(shù)相比,它具有更廣泛的適用性和更大的影響力.未來還有待進一步研究,對其目前的存在問題進行解決.

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作者:李彩霞 單位:延安大學(xué)