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

       一、微濾（MF）膜（mó）技術


       1、微濾（MF）的基本原（yuán）理

       微濾（lǜ）膜能截留0.1-1微（wēi）米之（zhī）間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體（無機鹽）等通（tōng）過（guò），但會截留懸浮物，細（xì）菌（jun1），及大分子量膠體等物質。微濾（lǜ）膜（mó）的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是（shì）*上開發應用*早的（de）膜技術，以天然或人（rén）工（gōng）合成的高分（fèn）子化合物作為膜材料。對微濾膜（mó）而言，其分離機理（lǐ）主要（yào）是篩分截留。

       2、微濾膜的應用

       （1）水處理行業：水中懸浮物，微小粒子和細菌的去除；

       （2）電子（zǐ）工業：半導體工業超純水、集成電路清洗用水終端處理；

       （3）製藥行業：醫用純水除菌、除熱原，藥物除菌；

       （4）醫療行業：除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質等多種（zhǒng）溶（róng）液中的菌體；

       （5）食品工業：飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁（zhuó）物、微生（shēng）物和異味雜質、酵母和（hé）黴菌（jun1）的去除，果汁的澄清過濾（lǜ）。

       （6）化學工業：各種化學品的過濾澄清。

       二、超濾（UF）膜技術


       1、超濾（lǜ）（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種（zhǒng）能將溶液（yè）進行淨化和分離的膜分離技術。超濾膜係統是以超濾膜絲為過濾介質（zhì），膜兩側的壓力差為驅（qū）動力的溶（róng）液分離裝置。超濾膜隻允許溶液中的溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子（zǐ）有機物透過，而將溶液（yè）中的懸浮物、膠（jiāo）體、蛋白質和微生（shēng）物等大分子物質截留（liú），從而達到淨化和分離的目的。

       超濾過濾孔徑和截留分子量的（de）範圍一直以來定義（yì）較為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米（mǐ），截（jié）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，或截留分子量大於300,000 Dalton的微孔膜就應該（gāi）定義為微濾膜（mó）或精濾膜。

       2、超濾膜的應用

       超濾膜的應用範圍極其廣泛，基本上涉及過濾的行業都可以用到過濾設備，基本過（guò）濾的行業如下：

       純水與超純（chún）水製備工藝中作為反滲透預處理以及超純水（shuǐ）的終端處（chù）理；工業用水中用於分離（lí）細菌（jun1）、熱源、膠體、懸浮雜質及大分子有機物；飲用水（shuǐ）、礦泉水淨化；發酵、酶（méi）製劑工業、製藥工業的濃縮、純化與（yǔ）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（chéng）清；工業廢水與生活汙水的淨化和回收；電泳漆的回收。

       超濾膜分（fèn）離可取代傳統工藝中（zhōng）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（tí）純，活性（xìng）炭脫色等工藝過程（chéng）。該過程為常溫操作，無相態變化，不產生二次（cì）汙染。

       三、納濾（NF）膜技術


       1、納濾（NF）原理

       納濾（NF）是一種新型分（fèn）子（zǐ）級膜分離技術，是目前*膜分離領域研究的熱點（diǎn）之一。NF膜孔徑在1nm以上，一般在1-2nm；對溶質（zhì）的截留性能介於RO與UF膜之間；RO膜幾乎對所（suǒ）有的（de）溶質都有很高的脫除率，但（dàn）NF膜隻對（duì）特定的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去（qù）除二價、三價離子，Mn≥200的有機物（wù），以及微生物、膠體、熱源、病毒等。

       納（nà）濾膜的一個（gè）很大特征是膜本體帶有電荷，這是它（tā）在很低壓力下（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重要原因，也是NF運行成本較低的主要原因。

       NF適合各種含鹽水（shuǐ）源，水利用率一般為75%~85%，海水淡化時在30%~50%，沒（méi）有酸堿廢水排放。

       2、納濾膜在水處理中的應用

       （1）納濾（lǜ）膜在飲用水中的應用：納（nà）濾（lǜ）操作壓力小，是飲用水製（zhì）備和深度淨化的*選工藝。

       目前，大（dà）多數城市的給水水源均受到不同程（chéng）度的汙染，而自來水（shuǐ）廠的常規處理工藝對水中有機物去除（chú）率（lǜ）不高，當采用氯殺菌消毒時，氯又會與水（shuǐ）中的（de）有機物會生成鹵（lǔ）代副產物。Peltier等4年的跟蹤（zōng）研究表明（míng）：采用納濾係統後水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水餘氯的含量由0.35mg/L降（jiàng）到0.1mg/L，*終網線中三鹵甲烷（THMs）的形成比未采用納（nà）濾係統時減少了50%。另（lìng）外，由於生物降解型溶解有機碳（BCOD）的減少，改進了產水的生物穩定性。

       納濾技術能夠去除（chú）絕大部（bù）分的Ca、Mg等離子（zǐ），因此脫鹽是（shì）納濾（lǜ）技術應用*多的領域。膜法水處理技術在投資、操作和維修及價格等方（fāng）麵與常（cháng）規的石灰軟化和離子交換（huàn）過程（chéng）相近，但具有無汙泥、不需再生、完全除去懸浮物和有機物、操作簡便和（hé）占地省等優點，應用實例（lì）較多。納濾可以直接用於地下水、地表水和廢水的軟（ruǎn）化，還可以作（zuò）為反滲透、太（tài）陽能光伏脫鹽裝置等的預處（chù）理。

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

       （3）納濾膜在廢水處理（lǐ）中的應用：

       ①生活汙（wū）水：生活汙水一般（bān）用生物降解/化學氧化法結合處理，但（dàn）氧化（huà）劑（jì）的用量太大，殘留物多，超濾出水水質可達到回用至賓館廁所衝洗、綠化等環節的用水要求（qiú），納濾出水水質可達到生活飲用水衛生（shēng）標準(GB5749.85)，可以回用至賓館洗衣、洗浴（yù）等用水要（yào）求更高（gāo）的環節。

       ②紡織、印染廢水（shuǐ）：紡織（zhī）廢水中含有的染料（liào）很難用生物的方法去除，而酸性、活性、直接（jiē）和分散染（rǎn）料水溶液（yè）的濃度、壓力、總溶解性固體和無機鹽含量等對納濾膜截留（liú）性能都有可（kě）能造（zào）成（chéng）影（yǐng）響。

       ③製革廢水：製革廢水含有高（gāo）濃度（dù）的有機（jī）物、硫酸鹽和氯化物，酸（suān）洗工序的廢液（yè）電導（dǎo）值達到75mS/cm。

       ④電鍍廢水：電鍍工廠往（wǎng）往產生大量廢液，盡管采取酸化、化學無害化、沉降和分（fèn）離汙泥等複雜處理步驟，產水含鹽量高，不能重（chóng）新回用。

       ⑤造紙廢水：在紙漿和造紙業中，勻（yún）漿、漂白和造紙等工序都（dōu）需要大量的水。實現水（shuǐ）係統（tǒng）的(半)密閉循環是紙漿廠、造紙廠節約水資源降低排放（fàng）量的*佳途（tú）徑。傳統（tǒng）活性汙泥法的產水中還含有（yǒu）部分有色化合物、微生物、抗體和少（shǎo）量的生物（wù）分解物，懸浮固體等，僅能被用於製造（zào）包裝紙，不能用（yòng）於更高級別紙的生（shēng）產。另外，該（gāi）法不能減少（shǎo）無機鹽的含量。

       四、反滲透（RO）膜技術


       1、反滲透(RO)的原理

       反滲（shèn）透是一種以壓力為推動力的膜分離過（guò）程在使（shǐ）用中為產生反滲透壓需用水泵（bèng）給含鹽（yán）水溶液或廢（fèi）水施加壓力以克服自然滲透壓及膜的阻（zǔ）力使水透過反滲透膜，將水中溶解（jiě）鹽或汙染雜質阻止（zhǐ）在反滲透膜的另一側。

       2、反滲透膜在水處理中的應（yīng）用

       （1）在水處理方麵的常規應用

       水是人們賴（lài）以生存和進（jìn）行生產活動必不（bú）可少的物質條件。由於淡水資源日益缺乏，*上反滲透水處理（lǐ）裝置的能力已達（dá）到每天（tiān）數百萬噸。

       （2）在城市汙水方麵的應用

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

       （3）在重金屬廢水處理方（fāng）麵的應用

       含重（chóng）金（jīn）屬（shǔ）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（zhōng）溶解的重金（jīn）屬轉化成沉澱或更加易於（yú）處理的形式，其*終處置常常（cháng）是進行填埋，而重金屬（shǔ）對地下水和地表水環境造成二次（cì）汙染的危（wēi）害依然長（zhǎng）期存在（zài）。

       （4）在含油廢水方麵的應用

       含（hán）油廢水是一種量大麵廣的工業廢水，若直接排入水體，會在水體（tǐ）表層（céng）產（chǎn）生油膜阻礙氧氣溶入水中從而（ér）致使水中缺氧、生物死亡、發（fā）出惡臭，嚴重汙染生態環境，利用膜處理技術，油田采出水處理到鍋爐用水水質，於是處理後的水回用於電站鍋爐給水。

       五（wǔ）、滲析膜技術

       1、各種滲析膜技術原理

       （1）滲析：滲析(Dialysis，簡稱（chēng）D)是溶質在自身的濃度梯（tī）度作用下，從膜的（de）上（shàng）遊傳向膜的下遊的過程。

       滲析是*早被發（fā）現並研究的膜分離技術，但因為受到本身體係的限（xiàn）製，滲析（xī）過程進行緩慢，效率低下，滲析過（guò）程的選擇性不高，因此滲析過程主要用於脫除含有多種溶（róng）質溶液中的低分子量（liàng）組分，如血液滲析，即以（yǐ）滲析膜代替（tì）腎來去除尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等（děng）有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒症患者的病情。

       （2）電（diàn）滲析：電滲析(Electrodialysis，簡稱ED)是在（zài）直流電（diàn）場的作用下，以電位差為推動力，利用離子交換膜對（duì）溶液（yè）中的陰陽（yáng）離子的選擇性，把電解質從溶液中分離出來，從而（ér）實現溶液的濃縮、淡化（huà）、精製和（hé）提純。

       （3）倒極電滲析(EDR)：倒極（jí）電（diàn）滲（shèn）析就是根據ED原理，每隔一定時間(一般為15～20min)，正負電極極（jí）性（xìng）相互倒換，能自動清洗離子交換膜和電極表麵（miàn）形成的汙垢，以（yǐ）確保離子（zǐ）交換膜工作效率的長期穩定及淡水的水質（zhì）水量。在20世紀80年代（dài）後（hòu）期，倒極電滲（shèn）析器的使用，大大提（tí）高了電滲（shèn）析操作電流和水回收率，延長了運行周期。EDR在廢水處理（lǐ）方麵尤其有獨到之處，其濃（nóng）水循（xún）環、水回收率*高可達95%。

       （4）液膜電滲析(EDLM)：液膜電（diàn）滲析是用（yòng）具有（yǒu）相同功能的液（yè）態膜代替固態離子交換膜，其（qí）實驗模型（xíng）就是用半透玻璃紙將液膜溶液包製（zhì）成薄層狀的隔板，然後裝入電滲析器中運行。利用萃取劑作液膜電滲析的液態膜，可能為（wéi）濃縮和提取貴金屬、重金屬、稀（xī）有金屬等找到高效的分離方法，因為尋（xún）找對某種形（xíng）式離子具有特殊選擇性的膜與（yǔ）提高電滲析的（de）提取效率有關。提高電滲析的分離效率，直（zhí）接與液膜結合起來是（shì）很有發（fā）展前途的（de）。例如（rú），固體離子交換膜對鉑族金屬(鋨、釕等)的鹽溶液進行電（diàn）滲析時，會在膜上形（xíng）成（chéng）金屬二氧化物沉澱（diàn），這將引起膜的過早損耗，並破壞整個工藝過程，應用液膜則無此弊端。

       （5）填充（chōng）床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是將電滲析與離子（zǐ）交換法結合起來的一種新型水處理方法，它的*大特點是利用水解離產生的H+和OH-自（zì）動再生填充在電滲析器淡水室中（zhōng）的混（hún）床（chuáng）離子交換樹脂（zhī），從而實現了持續深度（dù）脫鹽。它（tā）集中了電（diàn）滲析和離子交換法的優點，提高了極限（xiàn）電流密（mì）度和電流效率。填充床電滲析（xī）技術具有高度先進性和實（shí）用性（xìng），在電子、醫藥、能源等領域具有廣闊的應用前（qián）景，可望成為純水製造的主流技術。

       （6）雙極性膜電（diàn）滲析（xī）(EDMB)：雙極膜（mó）是一（yī）種新型離子交換複（fù）合膜，它一般由層壓在一起（qǐ）的陽離子交換膜組（zǔ）成，通過膜的（de）水分子即（jí）刻分解成H+和OH-，可作為H+和OH-的供應（yīng）源。雙極性膜電滲析突出的優點是過程簡單，能效高，廢物排放少。目前雙極性膜電滲析工藝的主要應用領域在（zài）酸堿製備。例如，用（yòng）雙極性膜和陽（yáng）膜配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，同時得到堿(NaOH)，但濃度(酸*大濃度2mol·L-1，堿*大濃度6mol·L-1)和純（chún）度兩（liǎng）方麵都受到限製。現在開（kāi）發的應用領域還（hái）有廢氣脫硫（liú）、離子（zǐ）交換樹（shù）脂（zhī）再生、鉀鈉（nà）的無機過程等。

       （7）無極水電滲析：無極水（shuǐ）電滲析是傳統電滲析的一種改進形式，它的主（zhǔ）要特（tè）點是除去了傳統電滲析的極室和極水。例如在裝置的電極緊（jǐn）貼一層或多層離（lí）子交換膜，它們在電氣上都是（shì）相互（hù）聯接（jiē）的，這樣既（jì）可以防止金屬（shǔ）離子進（jìn）入離子交換膜，同時又（yòu）防止極（jí）板結垢，延長電極的使用壽命（mìng）。由於取消了極室，無極水排放，大大提（tí）高（gāo）了原水的利（lì）用率。無極水電滲析於（yú）1991年問世（shì），在應用過程中技術不斷改善，現裝置在運行方式上（shàng）多（duō）采用頻繁倒極的形式。目前,無極水全自動控製電滲析器已在國內20個省、市（shì）使用，近來還遠銷東南亞。

       2、滲析膜（mó）的（de）應用

       （1）工業廢水處（chù）理

       電滲析可用於電鍍廢水、重（chóng）金屬廢水等的處理（lǐ），提取廢水中的金屬離子等，既能回收利用水和有用資（zī）源，又減少了（le）汙染排放。萬詩貴等（děng）自製離子膜電解槽研究了銅生產過程中鈍（dùn）化液處理的可行性，結果發現，不僅可以回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+，再生了鈍化液。電滲析法與離子交換法結合從酸洗（xǐ）廢液中回收（shōu）重金屬和酸（suān）的工藝（yì）已在工業上應用（yòng）。

       （2）飲用水及過程水（shuǐ）處（chù）理

       我國（guó）在西南地區（qū）采用電滲析法（fǎ）將鹽泉鹵水製鹽，使NaCl的（de）含量穩定（dìng）提高到120g/L，與原來采用的單純熬鹽法相（xiàng）比，產量增加而成本降低。

       （3）食品工業（yè）

       在（zài）白酒生產中把握質量*關鍵的一環是勾兌，而勾兌用水的質量是（shì）很重要（yào）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（gǎi）善，達到*標準。

       （4）生化行業

       采用高性能離子交換膜，應用電滲析脫鹽法，分（fèn）離提純（chún）N-乙酰-L-半（bàn）胱氨酸，取得了較（jiào）為滿意的效果（guǒ）。根據雙（shuāng）極性（xìng）膜電滲析係統的特點，即（jí）雙極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可（kě）以把雙極性膜電滲析技術應用於大豆蛋白質的分離，其有有很多優點：整個（gè）生（shēng）產過（guò）程不需要添加酸和堿，資源可以循環利（lì）用，耗水少，分離出的蛋白（bái）質中鹽（yán）含量明顯減少。

       六、正滲透(FO)技術

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能透過溶劑而（ér）不能透過溶質分子的半透膜將（jiāng）溶劑和溶液隔開，溶劑分子將在滲透壓的作用（yòng）下自發（fā）地從溶劑側透過膜進入溶液側，這就是滲透現象，也即所謂的“正向滲透”。

       2、正滲透膜在水（shuǐ）處理中（zhōng）的應用

       （1）廢水處（chù）理

       關於FO在廢水領域的應用在許（xǔ）多文獻（xiàn）中均有（yǒu）報道，主要包括早期高濃度工業廢（fèi）水的濃縮、垃（lā）圾滲濾液的處理、生（shēng）活汙水的處理、市政汙（wū）水處理（lǐ）廠汙泥厭氧消解液的濃（nóng）縮和空間（jiān）站上直接將汙水處理成飲用（yòng）水的生命支持係統等。雖然這些研究中FO過程不（bú）是終端工（gōng）藝，但其在預處理階（jiē）段具有很高的脫鹽性能。

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

       （2）水質深度淨化

       隨著中水（shuǐ）回用技術的發展，FO在飲用水淨化方麵目前應用（yòng）*成（chéng）功的應屬（shǔ）在空間站中將產生的生活汙水直接處理成飲用水。

       （3）海水淡化

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