目前（qián）膜技術作為一個古老但是新興的技術，技術開發越來越深入，應用範圍越（yuè）來越廣泛，本文總結目前*上現有的膜處理技術，詳細介紹各種膜（mó）技術的原因及應（yīng）用領域！

       一、微濾（MF）膜技術


       1、微（wēi）濾（lǜ）（MF）的基本原理

       微濾膜能截留0.1-1微米之間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體（無機（jī）鹽）等通過，但會截留懸浮物，細菌，及大分子量膠體等物質（zhì）。微濾膜的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是*上開發應用*早（zǎo）的膜技術，以天然或（huò）人工合成的高分子化合物作為（wéi）膜材料。對微濾膜而言，其分離機理主要是篩分截留。

       2、微濾膜的應用

       （1）水處理行（háng）業：水中懸浮物，微小粒子和細菌的去除（chú）；

       （2）電子工業：半導體工業超（chāo）純水、集成電路清（qīng）洗用水終端處理；

       （3）製藥行業：醫用純水除菌、除熱（rè）原，藥物除菌；

       （4）醫療行業：除去組織液、抗菌素、血清、血漿（jiāng）蛋白質等多種溶液中的菌體；

       （5）食品工業：飲料、酒類、醬油（yóu）、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜（zá）質、酵母和黴菌的去除，果汁的澄清過濾。

       （6）化（huà）學工業：各種化學品的過濾（lǜ）澄清。

       二、超濾（UF）膜技術


       1、超濾（UF）原理

       超濾（lǜ）（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶液進行淨化和分離的膜分離（lí）技術（shù）。超濾膜係統是以超濾膜絲為過（guò）濾介（jiè）質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜（mó）隻允許（xǔ）溶液（yè）中的溶劑（如（rú）水分子）、無機鹽及小（xiǎo）分子有機物透過，而將溶液中的（de）懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到淨化和分離的目的。

       超濾過濾孔徑和截留分子量（liàng）的範圍一直以來定義較為模糊，一般認為超濾膜（mó）的過濾（lǜ）孔徑為0.001-0.1微（wēi）米，截留分子量（Molecular weigh cut-off, MWCO）為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意義上來說超濾膜的過濾（lǜ）孔徑為0.001-0.01微米，截（jié）留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大於0.01微米，或截留分子量大（dà）於（yú）300,000 Dalton的微孔膜就應該定義（yì）為微濾膜或精濾膜。

       2、超濾膜的應用

       超濾膜的應用範（fàn）圍極其廣泛，基（jī）本上涉及（jí）過濾的行業都（dōu）可以用到過濾設備，基本過濾的行業如下：

       純水與超純水製備工藝中作為反滲透預處理以（yǐ）及超純水的終端處理；工業用水中用於分離細菌、熱（rè）源、膠體、懸浮雜質及大分子有機（jī）物；飲用水、礦泉水淨化；發酵、酶製劑工業、製藥工業（yè）的（de）濃縮（suō）、純化（huà）與澄清；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製糖工業、酒類、茶汁、醋等的分離、濃縮與澄清；工業廢水與生活汙水的淨（jìng）化和回收；電泳漆的回收。

       超濾膜分離可取代傳統工藝中的自然沉降，板框過濾，真空（kōng）轉鼓，離心分離，溶媒萃取，樹脂提純，活性炭脫色等工藝過程（chéng）。該（gāi）過程為常溫操作，無相態變化（huà），不產（chǎn）生二次汙染。

       三、納濾（NF）膜技術


       1、納濾（NF）原理

       納濾（lǜ）（NF）是一種新型分子級（jí）膜分離技術，是目前*膜分離領域研究的熱點之一（yī）。NF膜孔徑在1nm以上，一般在1-2nm；對溶質的截留性能介（jiè）於RO與UF膜之（zhī）間；RO膜幾乎（hū）對所有的溶質都有很高的脫除率，但（dàn）NF膜隻對特定的溶質具（jù）有高脫除（chú）率。NF膜（mó）能夠去除（chú）二價（jià）、三價離子，Mn≥200的有機物，以及微生物、膠體、熱源、病毒等。

       納濾（lǜ）膜的一個很大特征是膜本體帶有電（diàn）荷，這是它在很低壓力（lì）下（僅0.5MPa）仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的（de）重要原因，也是NF運行成本較低的主要原因。

       NF適合各（gè）種（zhǒng）含鹽水（shuǐ）源，水利（lì）用率一般為75%~85%，海水淡化時在30%~50%，沒有酸（suān）堿廢（fèi）水排放。

       2、納濾膜在水處（chù）理中的應（yīng）用

       （1）納濾膜在飲用（yòng）水中的應用：納濾操作壓力小，是飲用水製備和深（shēn）度淨化的*選工藝。

       目前，大多（duō）數城市的給水（shuǐ）水源均受到不同程度的汙（wū）染，而自來（lái）水廠的常規處理工藝對水中有機物去除率不（bú）高，當采用氯殺菌消毒時，氯又會與水中的有機物會生成鹵代副產物。Peltier等4年（nián）的跟蹤研究表明：采用納濾係統後水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水餘氯的含量（liàng）由0.35mg/L降（jiàng）到0.1mg/L，*終網線（xiàn）中三鹵甲烷（THMs）的形成比未采用納濾係統時減少了50%。另外（wài），由於生物降解型溶解有機碳（BCOD）的減少，改進了產水的（de）生物穩定（dìng）性。

       納濾技術能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此（cǐ）脫鹽（yán）是納濾技術（shù）應用（yòng）*多的領域。膜法水處理技術在投資、操作和維修及價格等（děng）方麵與常規的石灰軟化和離子交換過程相近，但具有無汙泥、不需再生、完全除（chú）去懸浮物和有機物、操作（zuò）簡便和占地省等優點，應用實例較多。納濾可以直接用於地下水（shuǐ）、地表水和廢水的軟化，還（hái）可（kě）以作為反滲（shèn）透、太（tài）陽能光伏脫鹽裝置等的預（yù）處理。

       （2）納濾膜在海水淡化（huà）中的應用：海水淡化是指將含（hán）鹽量為35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的飲用水。

       （3）納（nà）濾膜在廢水處理中的應用：

       ①生活汙水：生活汙水（shuǐ）一般用生物降解/化學氧化法結合處理（lǐ），但氧（yǎng）化劑（jì）的用量太大，殘（cán）留物（wù）多，超濾出水水質可達到回用（yòng）至賓館廁所衝洗、綠化等環（huán）節的用水要求，納濾出水（shuǐ）水質可達（dá）到生（shēng）活飲用水（shuǐ）衛生標準(GB5749.85)，可以回（huí）用（yòng）至賓館洗衣、洗浴等用水要求更高的環節。

       ②紡織、印染廢水：紡織廢水中含有（yǒu）的染（rǎn）料很難用生物的方法（fǎ）去除，而酸性、活性、直接和分散染料水溶液的濃度、壓力、總溶解性固體和（hé）無機（jī）鹽含量等（děng）對納濾膜截留性（xìng）能都有可能造成影響。

       ③製革廢水（shuǐ）：製革廢水含有高濃度（dù）的（de）有機物、硫（liú）酸鹽和（hé）氯化物，酸洗工序的廢液電導值達到75mS/cm。

       ④電鍍廢水：電鍍工廠（chǎng）往往產生大量廢液（yè），盡管采取酸化、化學無（wú）害化、沉降和分離汙泥等複雜處理步驟，產水含鹽量高，不能重新回（huí）用。

       ⑤造紙廢水（shuǐ）：在（zài）紙漿和造（zào）紙業中，勻漿、漂白和造紙等工序都需要大量的水。實現水係統的(半)密閉循環是紙漿廠、造紙廠（chǎng）節約水（shuǐ）資源降低排放量的*佳途徑。傳統活性汙泥法的產（chǎn）水中還含有部分有（yǒu）色化合物、微生物、抗體和少量的（de）生物分解物，懸浮固體等，僅能被用於製造包裝紙，不能用於更高級別（bié）紙的生產。另外，該（gāi）法不能減少無機鹽的含量。

       四、反滲透（RO）膜技術


       1、反滲透(RO)的原理

       反滲透是一種以壓力為推動力（lì）的膜分離過（guò）程在使用中為產生反滲透壓需用（yòng）水泵給含鹽水溶液或廢水施加壓力以克服（fú）自然滲透壓及膜的阻力使水透過反滲透膜，將（jiāng）水中溶解鹽或汙染雜質阻止在反（fǎn）滲透膜的另一側。

       2、反滲透膜在水處理中的應用

       （1）在（zài）水處理方麵的常規應用

       水是人（rén）們賴以（yǐ）生存和（hé）進行生（shēng）產活動必不可少的物質條件。由於淡水（shuǐ）資源日益缺乏，*上反滲透水（shuǐ）處理裝置（zhì）的能力已達到每天數百萬噸。

       （2）在城市汙水（shuǐ）方麵的應用

       目前，反滲透膜在城市汙水深度處理方（fāng）麵（miàn）的應用尤其是汙水處理廠二級出水回用及中水回用等，已受到高度重視。

       （3）在重金屬廢水（shuǐ）處理方麵的應用

       含重金屬離子廢水的常規處理方法都隻是一種汙染轉移（yí），即將廢水中溶解的重金屬轉化成沉澱或更（gèng）加易於處理的形式，其*終處置常（cháng）常是進行填埋，而重金屬對地下水和地表水環境造（zào）成二（èr）次汙染（rǎn）的危害依（yī）然長期存在。

       （4）在含油廢水方（fāng）麵的應用

       含油廢水是一種（zhǒng）量大麵廣的工業廢水，若直接排入水（shuǐ）體，會在水體表層產生油膜阻礙氧氣（qì）溶入水中從而致使水中缺（quē）氧、生物死（sǐ）亡、發（fā）出惡（è）臭，嚴重汙染生（shēng）態環境，利用膜處理技（jì）術，油田采出水處（chù）理到鍋爐用水水（shuǐ）質（zhì），於是處理後的水回用於電（diàn）站鍋爐給水。

       五、滲析膜技術

       1、各種滲析膜（mó）技術原理

       （1）滲析：滲析(Dialysis，簡稱D)是溶質（zhì）在自身（shēn）的濃度梯（tī）度（dù）作用下，從膜（mó）的上遊傳向膜的下遊的過程。

       滲析是*早被發現並研究的膜（mó）分離技術，但因為受到本身體係的限製（zhì），滲析過程進行緩慢，效率低下，滲析過程的選（xuǎn）擇性不（bú）高，因（yīn）此（cǐ）滲析過程主要用於脫除含有多種（zhǒng）溶質溶液中的低分子量組分，如血液滲析，即（jí）以滲析膜（mó）代替腎來去除尿（niào）素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低（dī）分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒症（zhèng）患者的病情。

       （2）電滲析：電滲析(Electrodialysis，簡稱ED)是（shì）在直流電場的作用下，以（yǐ）電位差為推動力，利用離子交換膜（mó）對溶（róng）液中的陰陽離子的選（xuǎn）擇性，把電解質從溶液中分離出來，從而實現溶液的濃縮、淡化、精製和提純。

       （3）倒極電滲析(EDR)：倒極電滲析就是根據ED原理，每隔一定時間(一般為15～20min)，正負（fù）電極（jí）極性相互倒換，能自動清洗（xǐ）離子交換膜和電極表麵形成的汙垢，以確保離子交換膜工作效率（lǜ）的長期穩定及淡水的水質水量。在20世紀80年代後（hòu）期，倒極電滲析器的使用，大大提高了電（diàn）滲析操作電（diàn）流和（hé）水回收（shōu）率，延長了運行周期。EDR在廢水處理方麵尤其有獨到之處，其濃水循（xún）環、水回收（shōu）率*高可達95%。

       （4）液膜（mó）電滲（shèn）析(EDLM)：液膜（mó）電滲析是用具有相同功能的液態膜代（dài）替固態離子交換膜，其實驗模型就是用半（bàn）透玻璃紙將液膜溶液包製成薄層狀的隔（gé）板（bǎn），然（rán）後裝入電滲析器中（zhōng）運行（háng）。利用萃取劑作液膜電滲析的液態膜，可能為濃縮和提取貴金屬、重金屬、稀有金屬等找到高效的分離（lí）方法，因為尋找對（duì）某種形式離子具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率有（yǒu）關。提高電滲析的分（fèn）離效（xiào）率（lǜ），直接與液（yè）膜結合起來是很有發展前途的。例如，固體離子交換膜對鉑族金屬(鋨、釕（liǎo）等)的鹽溶液進行電滲析時，會在膜上形成金屬二氧化物沉澱，這將引起膜的（de）過早損耗，並破壞整個工藝過程，應用液膜則無此（cǐ）弊端。

       （5）填充床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是將電滲析與離子交換法（fǎ）結合起來的一種（zhǒng）新型水處理方法，它的（de）*大特點是利（lì）用水解離產（chǎn）生的H+和（hé）OH-自動再（zài）生（shēng）填充在電滲析器淡水室中的混床離子交換（huàn）樹脂，從而實現了持續深度脫鹽（yán）。它（tā）集中了電滲析和離子交換法的優（yōu）點（diǎn），提高了極限（xiàn）電流密（mì）度和電流效率。填充床電滲析技術具有高度先進性和實用性，在電子、醫藥、能源等領域具有（yǒu）廣闊的應用前景，可望成為純水製造（zào）的主流技術。

       （6）雙極性膜電滲（shèn）析(EDMB)：雙極（jí）膜是一種新型離子交換複合膜（mó），它一般由層（céng）壓在一起的陽離子交換膜組成，通過膜的水分子即刻分解（jiě）成H+和OH-，可作為H+和OH-的供應源。雙極性膜電（diàn）滲析突出的優點是過程簡單，能效高，廢（fèi）物排放少。目前雙極性膜電滲析工藝（yì）的主（zhǔ）要應用領域在酸（suān）堿製（zhì）備。例如（rú），用雙極性膜和陽膜配（pèi）成的二室膜可以實現有機酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉等)的轉化（huà），同時得到堿(NaOH)，但濃度(酸*大濃（nóng）度2mol·L-1，堿*大濃度6mol·L-1)和純度兩方麵都受到限製。現在開發（fā）的應用領域還有廢氣（qì）脫硫、離子交換樹脂再（zài）生、鉀鈉的無機過（guò）程等。

       （7）無極水電滲析：無極水電滲析是（shì）傳統電滲析的一種改進形式，它的主要特點是（shì）除（chú）去了傳統電滲析的極室和極（jí）水。例如在裝（zhuāng）置的電極緊（jǐn）貼一層（céng）或多層離子交換膜，它們在（zài）電氣上都是相互聯接的，這樣既可以防止金屬離子進入（rù）離子交換膜，同時又防止極板（bǎn）結（jié）垢（gòu），延長電極的使用壽命。由於取消了極室，無極水排放，大大提高了原水的利用率（lǜ）。無極水電滲析於1991年問世，在應用過程中技術不斷改善，現（xiàn）裝置在運行方式上（shàng）多采用頻繁倒極的（de）形式。目（mù）前,無極水全自動控製電滲析（xī）器已在國內20個省（shěng）、市使用，近來還遠銷東南亞。

       2、滲析膜的應用

       （1）工業廢水處理

       電滲析可用（yòng）於電鍍廢（fèi）水（shuǐ）、重金屬廢水等的（de）處理，提取廢（fèi）水中的金屬（shǔ）離子等，既能回收利用水（shuǐ）和有用（yòng）資源，又減少了汙（wū）染排放。萬詩貴等（děng）自製離子膜電解槽研究（jiū）了銅生產過程中鈍化液處理的可行性，結果（guǒ）發現，不僅可以回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧（yǎng）化成Cr6+，再生了鈍化液。電滲析法與離子交換法結合從酸洗廢液（yè）中回收重金屬和酸的工藝已在工業上應用。

       （2）飲用水及（jí）過程水處理

       我國在西南地區采用電（diàn）滲析法將鹽泉鹵水製鹽，使NaCl的含量穩定（dìng）提高到120g/L，與原（yuán）來采用的單純熬鹽法相（xiàng）比，產量（liàng）增加而（ér）成本降低。

       （3）食品工（gōng）業（yè）

       在白酒生（shēng）產中把握質量*關鍵的（de）一環是勾（gōu）兌，而勾兌用（yòng）水的質（zhì）量是很重要的，它不僅影響白酒的內在質量，還影響白酒的外觀質量，使用電滲析法處量勾兌用水，可使水質明顯改善（shàn），達到*標準。

       （4）生化行（háng）業

       采用（yòng）高性（xìng）能離子交換膜，應（yīng）用電滲析脫鹽法，分離提純N-乙酰-L-半胱氨酸，取得了較為滿意的效果。根據（jù）雙極性膜電滲析（xī）係統的特點，即雙極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可以把雙極（jí）性膜電滲析技術應用於大豆（dòu）蛋白質的分離，其有有很（hěn）多優點：整個生產過程不需要添加酸和堿，資源（yuán）可（kě）以循環利用，耗水少，分（fèn）離出的蛋白質中鹽含量（liàng）明顯減少。

       六、正滲（shèn）透(FO)技術

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能透過溶劑而不能透（tòu）過溶質分子的半透膜將溶劑和溶液隔（gé）開，溶劑分子將在滲透壓（yā）的作用下自（zì）發地從溶劑側透過膜進入溶液側，這（zhè）就是滲透現象，也即所謂的“正向滲透”。

       2、正滲透膜在水處理中的應用

       （1）廢水處理

       關於FO在廢水領域的應用在（zài）許多文獻（xiàn）中均有報道，主要（yào）包括早期高濃度工（gōng）業廢水的濃縮、垃圾滲濾液的（de）處理、生活汙水的處理、市政汙（wū）水處理廠（chǎng）汙（wū）泥（ní）厭氧消解液的濃縮和空間站上直接將汙水處理成飲用水的生命支持（chí）係統等。雖然這（zhè）些研（yán）究中FO過程不是終端工（gōng）藝，但其（qí）在預處理階段具有很高的脫鹽性能。

       近年來隨著FO工藝的不斷發展，引起（qǐ）了很多學者的關注，將其與傳統的膜分離技術相結合，更是近幾年的研究熱點。

       （2）水質深度淨化（huà）

       隨著中水回用技術的發（fā）展，FO在飲用水淨化方麵目前應用*成功的應屬在空間站中將（jiāng）產生的生活汙水直接處理成飲用水。

       （3）海水淡化

       在FO係統中，與RO相似，原料液中（zhōng）的水分子通過半透膜滲透（tòu）到膜的滲透側，將鹽溶（róng）液（yè）截留在膜的另一側。因此用FO作（zuò）為海水淡化工藝和（hé）方法一直是研究（jiū）人員研究的重點（diǎn），目前已有不少專（zhuān）利。