目前膜（mó）技術作為一個古老但是新興的技（jì）術，技術開發越來越深（shēn）入，應用範圍越來越（yuè）廣泛，本文總（zǒng）結目前*上現有的（de）膜處理技術（shù），詳細介紹各種膜技（jì）術的原因及應用領域！

       一、微濾（MF）膜技術


       1、微濾（MF）的基本原理

       微濾（lǜ）膜能截留0.1-1微米之間的顆粒（lì）。微濾膜允（yǔn）許大分（fèn）子和溶解（jiě）性固體（無機鹽）等通過，但會截留懸（xuán）浮物，細菌，及（jí）大分子量膠體等（děng）物質。微濾膜的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾（lǜ）膜（mó）過濾是*上開發應用*早的膜技術，以天然或人工（gōng）合成的高分（fèn）子（zǐ）化（huà）合物作（zuò）為膜材（cái）料。對微濾膜而（ér）言，其分離機理主要是（shì）篩分截留。

       2、微（wēi）濾膜的應用

       （1）水處（chù）理（lǐ）行業：水中懸浮物，微小粒子和細菌的去除；

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

       （3）製藥行業：醫用純水除菌、除熱原（yuán），藥物除菌；

       （4）醫療行（háng）業：除去組織液（yè）、抗菌素、血清（qīng）、血漿蛋白（bái）質等多種溶液中的菌體；

       （5）食品工業：飲料、酒類、醬（jiàng）油、醋等食品中的懸濁物、微生物和（hé）異味雜質、酵母和黴菌的去（qù）除，果汁的澄（chéng）清過濾。

       （6）化學（xué）工業：各種（zhǒng）化學品的過濾澄清。

       二、超濾（UF）膜技術


       1、超濾（UF）原理

       超（chāo）濾（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶液進行淨化和分離的膜分離技術。超濾膜係統是以超（chāo）濾（lǜ）膜絲為（wéi）過濾（lǜ）介質，膜兩側的壓（yā）力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜隻允許溶液中的溶劑（jì）（如（rú）水分子）、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到（dào）淨化和分離的目的（de）。

       超濾過濾孔徑和截留分子量的（de）範圍一直以來定（dìng）義較（jiào）為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為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孔徑為0.001-0.01微米，截留分（fèn）子量為（wéi）1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大於0.01微米（mǐ），或截留分子量大於300,000 Dalton的微孔膜就應該定（dìng）義為微濾膜或精濾膜。

       2、超濾膜（mó）的應用

       超濾膜的應用範（fàn）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（jī）本過濾的行業如（rú）下：

       純水與超純水製備（bèi）工藝中作（zuò）為反滲透預處理以及超純水的終端處理；工業用（yòng）水中用於分離細菌、熱（rè）源（yuán）、膠體、懸浮雜質及大分子有（yǒu）機物；飲（yǐn）用水、礦泉水淨化；發酵、酶製劑工業、製藥工業的濃縮、純化與澄清；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製糖（táng）工業（yè）、酒類、茶汁、醋等的分離、濃（nóng）縮與澄清；工業廢水與生活汙水的淨化和回收；電泳漆的回收。

       超濾膜分離可取代傳（chuán）統工藝中的自然沉降，板框過濾，真空轉鼓，離心分離，溶媒萃取，樹脂提純（chún），活（huó）性炭脫色等工藝過程。該過程為常溫操作，無相態變化，不產生（shēng）二次汙染。

       三、納濾（NF）膜（mó）技術（shù）


       1、納濾（lǜ）（NF）原理

       納濾（NF）是一種新型分子（zǐ）級（jí）膜分離技（jì）術，是目前*膜分（fèn）離領域研究的熱點之一。NF膜（mó）孔徑在1nm以上，一般在1-2nm；對溶質的截留性能介於RO與（yǔ）UF膜之間；RO膜幾乎對所（suǒ）有的溶質都（dōu）有（yǒu）很高的（de）脫除率，但NF膜隻對特定（dìng）的溶質具有高（gāo）脫除率。NF膜能夠去（qù）除二價、三價離子，Mn≥200的有機物，以及微生物、膠體、熱源、病毒等。

       納濾膜的一個很大特征是膜本體帶有電荷，這是它在很低壓（yā）力下（僅0.5MPa）仍具（jù）有較高脫鹽性能和截留（liú）分子量為數百的膜也可（kě）脫除無（wú）機鹽的重要原因，也是NF運行成本較低的主要原（yuán）因。

       NF適合各種含鹽（yán）水源，水利用率一般為75%~85%，海水淡化時（shí）在30%~50%，沒有酸堿廢水排放。

       2、納濾膜在水處理中的應（yīng）用

       （1）納濾膜在飲用水中（zhōng）的應用（yòng）：納濾操作壓（yā）力小，是飲用水（shuǐ）製備和深度淨化的*選工藝。

       目前，大（dà）多數城市的給水水源均受（shòu）到不同程度的汙（wū）染，而自來水廠的常規處理工藝對水（shuǐ）中有機物去除率不高，當采用氯殺（shā）菌消毒時，氯又會與水中的有機物會生（shēng）成鹵代副產物。Peltier等4年的跟蹤研究表明：采用納濾係統後水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水（shuǐ）餘氯的含量由0.35mg/L降到（dào）0.1mg/L，*終網線中三鹵甲烷（THMs）的形成比（bǐ）未采（cǎi）用（yòng）納濾係統時減少（shǎo）了50%。另外，由於生物降解型溶解有（yǒu）機碳（BCOD）的減少，改進了產水的生物穩定性。

       納濾（lǜ）技術（shù）能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此（cǐ）脫鹽是納濾技術應用*多（duō）的領域。膜法水處理技術在投資、操（cāo）作（zuò）和維修及價格（gé）等方麵（miàn）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、完全除去（qù）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（yòng）於地下（xià）水、地表水和廢水的軟化，還可以作為反滲透、太陽能光伏脫鹽裝置等的（de）預處理。

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

       （3）納濾膜在廢水處理中的應用：

       ①生活汙水：生活（huó）汙水一般用生物降解（jiě）/化學氧化法結合處理，但氧化（huà）劑的用量太大，殘留物多，超濾出（chū）水水質（zhì）可達到回用至賓館（guǎn）廁所衝洗（xǐ）、綠化等環節的用水要求，納濾出水水質可達到（dào）生活飲（yǐn）用水衛生標準(GB5749.85)，可以回用至賓館洗衣、洗浴等用水要求更高的環節。

       ②紡（fǎng）織（zhī）、印染廢水：紡織廢水中含有的染料（liào）很（hěn）難用生物的方法去除，而（ér）酸性、活性、直接和分（fèn）散染料水溶（róng）液的濃（nóng）度、壓力、總溶解性固體和無（wú）機鹽含量等對納濾膜（mó）截留性能都有可能造成（chéng）影響。

       ③製革廢水：製革（gé）廢水含有高濃度的有機物、硫酸鹽和氯化物（wù），酸洗工序的（de）廢液電導值達到75mS/cm。

       ④電鍍廢（fèi）水：電鍍工廠往往產生大量廢（fèi）液，盡管采（cǎi）取酸化、化學無害化、沉降和分離汙泥等複雜處理步（bù）驟，產水含鹽量高，不能重新回用。

       ⑤造紙廢水：在紙漿和造紙業中，勻漿、漂白和造紙等工序都（dōu）需要大（dà）量的水（shuǐ）。實（shí）現水係統的(半)密閉循環是紙漿廠、造紙廠節約水資源降低排放量的*佳途徑。傳統活性汙泥法的產水中還含有部分（fèn）有色化合物、微生物、抗體和少量的生物分解物，懸浮固體等，僅能被用於製造（zào）包裝（zhuāng）紙（zhǐ），不能用於更高級別紙的生產。另外，該法不能減少無機鹽的含量。

       四、反滲透（RO）膜（mó）技術


       1、反滲透(RO)的原理

       反滲透是一種以壓力（lì）為推動力（lì）的膜分（fèn）離過程在使用（yòng）中為產生反（fǎn）滲透壓需用水泵給含鹽水溶液或廢水（shuǐ）施加（jiā）壓力以克服自然滲透（tòu）壓及膜（mó）的阻力使水透過（guò）反滲透膜，將（jiāng）水中溶解鹽或汙染雜質阻（zǔ）止在反滲透膜（mó）的（de）另一側。

       2、反滲透膜在水處理中的應用

       （1）在水處理方麵的常規應（yīng）用

       水（shuǐ）是人們賴以生（shēng）存（cún）和進行生產活動必（bì）不可少的物質條件。由於（yú）淡水資源日益缺乏，*上（shàng）反滲透水處理裝置的能力（lì）已（yǐ）達到每天數百萬噸。

       （2）在城市汙水方麵的應（yīng）用

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

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應用

       含重金（jīn）屬離子（zǐ）廢水的常規處理方法都隻是一種汙染轉移，即（jí）將廢水中溶解的（de）重金屬轉化成沉澱或更加易於處理的（de）形式（shì），其*終處置常（cháng）常是進行（háng）填埋，而（ér）重（chóng）金屬對地下水和（hé）地表水環境造成二次汙（wū）染的危害（hài）依然長期存在。

       （4）在（zài）含油廢水（shuǐ）方麵的應用

       含油廢水是一種量大麵廣的工業廢水，若直接（jiē）排入水體，會在水體表層產生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水（shuǐ）中缺氧、生物死亡、發出惡臭，嚴（yán）重汙染生態（tài）環境，利用膜處理技術，油田采出水（shuǐ）處理到鍋爐用水水質，於是處理後的（de）水回用於電站鍋爐給水。

       五、滲析膜技（jì）術

       1、各種滲析膜技術原理

       （1）滲析：滲析(Dialysis，簡稱D)是溶質在自身的濃度梯度作用下，從膜的上遊（yóu）傳（chuán）向膜的下遊的過程。

       滲析是*早（zǎo）被發現並研究（jiū）的膜分離技術，但因為受到本身體係的限製，滲析過程進行緩慢，效率低下，滲析過程的選擇性不高，因此滲析過程（chéng）主要（yào）用於脫（tuō）除含（hán）有多種溶質（zhì）溶液中的低分子量（liàng）組分，如血液滲析，即以滲（shèn）析膜代替腎（shèn）來（lái）去（qù）除尿素、肌酸（suān）酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量（liàng）組分，以緩解（jiě）腎（shèn）衰竭和尿毒症患者的病情。

       （2）電滲析：電滲（shèn）析(Electrodialysis，簡稱ED)是在直流電場的作用下，以電位差為（wéi）推動力，利用離子交換膜對溶液中的陰陽離子的選擇性，把電（diàn）解質從溶液中分離出來，從而實現溶液的濃縮、淡化、精製（zhì）和提純。

       （3）倒極電滲析（xī）(EDR)：倒極電滲析就是根據ED原理，每（měi）隔一定時間(一般（bān）為15～20min)，正負電極極（jí）性相互倒換（huàn），能自動清洗離子交換膜和（hé）電極（jí）表麵形成的汙垢，以（yǐ）確保離子交換膜工作效（xiào）率的（de）長期穩定及淡水的水質水（shuǐ）量。在20世紀80年代後期，倒極電滲析器的使用，大大提高了電滲析操作（zuò）電流（liú）和水回收率，延長了運行周期。EDR在廢水處理方麵尤其有獨到之處，其（qí）濃水循環（huán）、水回收率*高（gāo）可達95%。

       （4）液膜電滲析(EDLM)：液膜電滲析是用具有相同功能的液態膜代替固態離子交換（huàn）膜，其實驗模型就是用半透玻璃紙（zhǐ）將液膜溶液包製（zhì）成（chéng）薄層狀的隔板，然後裝（zhuāng）入電滲析器中運（yùn）行。利用萃取劑作液（yè）膜電滲析的液態膜，可能為濃縮和提取貴金屬（shǔ）、重金屬、稀有（yǒu）金屬等找到高效的分離方法，因為尋找對某種形式離子具有特殊選擇性的膜與提高電（diàn）滲析（xī）的提取效率有（yǒu）關（guān）。提高電滲析的分離效率，直接與（yǔ）液膜結合起來是很有發展前（qián）途的。例如，固體離子交換膜對鉑族金（jīn）屬(鋨、釕等)的（de）鹽溶液進（jìn）行電滲析時，會在膜上形（xíng）成金屬二氧化物沉澱，這（zhè）將引起（qǐ）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）填充床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是（shì）將電滲析與離子交換法結合起來的一種新（xīn）型水處理方法，它的*大特點是利用水解離產生的H+和OH-自動再生填充在電滲析器淡水室中的混床離子交換樹脂，從（cóng）而實現了持續深度脫鹽。它集中了電滲析和離子交換（huàn）法（fǎ）的優點，提高了極（jí）限電流密度和電流效率。填（tián）充床電（diàn）滲（shèn）析技術具有高度先進性和實用性，在電子、醫藥、能源等（děng）領域具（jù）有廣闊的應用前景，可望成為純水製造的主流技術。

       （6）雙極性膜電滲析（xī）(EDMB)：雙極膜是一種新型離（lí）子交換複合膜（mó），它一（yī）般由（yóu）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（hé）OH-，可作為H+和OH-的（de）供應源。雙極性膜電滲析突出（chū）的優點是過程簡單，能效高，廢物排放少。目（mù）前雙極性膜電滲析工藝的（de）主要應用領域在酸堿製備。例如，用雙極性膜和陽膜配成的二室膜可以實現有機酸鹽(葡萄糖酸鈉、古（gǔ）龍（lóng）酸（suān）鈉（nà）等)的轉化，同時得到堿(NaOH)，但濃度(酸（suān）*大濃度2mol·L-1，堿*大（dà）濃度6mol·L-1)和純度兩（liǎng）方麵都受（shòu）到限製。現在開發的應用領域（yù）還有廢氣脫硫、離子交換樹脂再生、鉀鈉的無機過程（chéng）等。

       （7）無極水電滲析：無極水電滲析是傳統電滲析的一種改進形式，它的主要特點是除去了傳統電滲析的極（jí）室和極水。例（lì）如在裝置的電極緊貼一層或多層離子（zǐ）交換膜，它們在電氣上都（dōu）是相（xiàng）互聯接的，這樣既可以（yǐ）防止金屬離子進入離子交換膜，同時又防止極板（bǎn）結垢，延（yán）長電極的使用壽命。由（yóu）於取消了極室（shì），無極水排放，大大（dà）提（tí）高了原水（shuǐ）的利用率。無極（jí）水（shuǐ）電滲析於1991年問世，在應用過程中技術不斷改（gǎi）善（shàn），現裝置（zhì）在運行方式上多采用頻繁倒極的形式。目前,無極水全自（zì）動控（kòng）製（zhì）電滲析器已在國內20個（gè）省、市使用，近來還遠銷東（dōng）南亞。

       2、滲析膜的（de）應用

       （1）工業廢水處（chù）理

       電滲析可用於電鍍廢水、重金屬廢水等的處理，提取廢水中的金屬離子等，既能回收利用（yòng）水和有用資源，又減少了汙染排放。萬詩貴等自製離子膜電解槽研究了（le）銅生產過程中鈍化液處理的可行性，結果發現（xiàn），不僅可以回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+，再（zài）生（shēng）了鈍化液。電滲析法與離子交換法結（jié）合從酸（suān）洗（xǐ）廢液中回收重金屬和酸的工藝已在工業上應（yīng）用。

       （2）飲用（yòng）水及過程水處理

       我國在西南地區采用（yòng）電（diàn）滲（shèn）析法將鹽泉鹵水製鹽，使NaCl的含量（liàng）穩定提高到120g/L，與原（yuán）來采用的單純熬鹽法相比，產量增加而成本降低。

       （3）食（shí）品工（gōng）業

       在白酒生產中把握質量*關鍵的一環是勾兌，而勾兌用水（shuǐ）的質量是很重（chóng）要的（de），它不僅影響白酒的內在質量，還影響白酒的外觀質量（liàng），使用電滲析法處量勾兌用水，可使水質明顯改善，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-半胱氨酸，取得了較為滿意的效果。根（gēn）據雙極性（xìng）膜電滲析係統的特點，即雙極性膜的陽膜析出（chū）H+，陰膜析出OH－，可以把雙極性膜電滲析技術（shù）應用於大豆（dòu）蛋白質的分離，其有有很多優點：整個生產過程不需要添加酸和堿，資源可以循環利用，耗水少，分離出的蛋白質中（zhōng）鹽含量明顯減（jiǎn）少。

       六、正滲透(FO)技術

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能透過溶劑而不能透過溶質分（fèn）子的半透膜將溶劑和溶液隔開，溶劑分子將在滲透壓的作（zuò）用下自（zì）發地（dì）從溶（róng）劑側透過膜（mó）進入溶液（yè）側（cè），這就是滲透現象，也即所謂的“正向滲透（tòu）”。

       2、正滲透膜在水處理中的應（yīng）用

       （1）廢水處理

       關於FO在（zài）廢水領域的應用在（zài）許多文獻中均有報道，主要包括早期高濃度工業廢水的（de）濃縮、垃圾滲濾液的處理、生活汙（wū）水的處理、市政汙水處理廠汙泥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（zhī）持係統等。雖然這些研究中FO過程不是終端工藝（yì），但其在（zài）預處理階（jiē）段具有很高的脫鹽性能（néng）。

       近年來隨著FO工藝的不斷發展，引起了很（hěn）多（duō）學者的關注，將其與傳統的膜分離技術相（xiàng）結合，更是近幾年（nián）的研究熱點。

       （2）水質深度淨化

       隨著中水回用（yòng）技術的發展，FO在飲用水淨化方麵目（mù）前應用（yòng）*成功的應（yīng）屬在空間（jiān）站中將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（liào）液中的水分子通過半透膜滲（shèn）透到膜的滲透側，將鹽溶液截留（liú）在膜的另一側。因此用FO作為海水（shuǐ）淡化工藝和方法一直（zhí）是研究人員研究（jiū）的重點，目前（qián）已有不少專利。