目前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，應用範圍越來越廣泛，本文（wén）總結目前*上現（xiàn）有（yǒu）的膜處理技術，詳細介紹各種膜技術的原因（yīn）及應用領（lǐng）域！

       一、微（wēi）濾（lǜ）（MF）膜技術


       1、微濾（MF）的基（jī）本原理

       微濾膜能（néng）截留0.1-1微米（mǐ）之間的顆粒。微濾（lǜ）膜（mó）允許大（dà）分子（zǐ）和溶（róng）解性固體（無機鹽）等通過，但會截留懸浮物，細菌，及大分子量膠體（tǐ）等（děng）物質。微濾膜的運行壓（yā）力一般（bān）為：0.3-7bar。微濾膜過濾是（shì）*上開發應用（yòng）*早的膜技術，以天然或人工合成的高分子（zǐ）化合物作為膜材料。對微濾膜而言（yán），其分（fèn）離機理主要是篩分截留。

       2、微濾膜的應用

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

       （2）電子工業（yè）：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（yè）：醫用純水除菌、除熱原（yuán），藥物除菌；

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

       （5）食（shí）品工業：飲（yǐn）料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物（wù）、微生（shēng）物（wù）和異味雜（zá）質、酵母和黴菌的（de）去除，果汁的澄清過濾。

       （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（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種（zhǒng）能將溶液進行淨化和分離（lí）的（de）膜分離技術。超濾膜係統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液（yè）分離裝（zhuāng）置。超濾膜隻允許溶液中的溶（róng）劑（如水（shuǐ）分子）、無機鹽及小分（fèn）子有機物透過（guò），而將溶（róng）液中的懸浮物（wù）、膠體、蛋白質和微生物等（děng）大分（fèn）子物質截（jié）留，從而（ér）達到淨（jìng）化和分離的目的。

       超濾過濾孔（kǒng）徑和截留分（fèn）子量的範圍一直以來定義較為模糊（hú），一（yī）般認（rèn）為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分子量（liàng）（Molecular weigh cut-off, MWCO）為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意（yì）義上來說超濾膜的過濾孔徑（jìng）為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾（lǜ）孔徑大（dà）於0.01微米，或截留分子量大於300,000 Dalton的微孔膜就應（yīng）該定義為微濾膜或（huò）精濾膜。

       2、超濾膜的應用

       超濾膜的應用範圍極其廣泛（fàn），基本上涉（shè）及（jí）過濾的行（háng）業都可以用到過濾設備，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（lǐ）以及超純水的終（zhōng）端處理；工業用水中用於（yú）分離細菌、熱源、膠體、懸浮雜（zá）質及大分（fèn）子有機物；飲用水、礦泉水淨化（huà）；發酵、酶製劑工業、製（zhì）藥工業的濃縮（suō）、純化與澄清（qīng）；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製糖工業、酒類、茶汁、醋等（děng）的分離、濃縮與澄（chéng）清；工業廢水與生活汙水的淨化和（hé）回收；電泳漆的回收。

       超（chāo）濾膜分離可（kě）取代傳統工藝中（zhōng）的（de）自（zì）然（rán）沉降，板框過（guò）濾，真空轉鼓，離心分離（lí），溶媒萃取，樹脂提純，活性炭脫色等工藝過（guò）程。該過程為常溫操（cāo）作，無相態變化，不產生二次汙染。

       三、納濾（NF）膜技術


       1、納濾（NF）原（yuán）理

       納濾（NF）是一種新型（xíng）分子級膜（mó）分離技術，是目前*膜分離（lí）領域研究的熱點之一。NF膜孔徑在1nm以上，一般在1-2nm；對溶質的截留性能介於RO與UF膜之間；RO膜幾乎對所有的溶質都（dōu）有很高的脫（tuō）除率，但NF膜隻對特定的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去除二價、三（sān）價離子，Mn≥200的有機物，以及微生（shēng）物、膠體（tǐ）、熱源、病毒等。

       納濾膜的一個很（hěn）大特征是膜本（běn）體（tǐ）帶有電荷，這是（shì）它在很低壓力下（僅0.5MPa）仍具（jù）有較高脫鹽性能和截留分子（zǐ）量為數百的膜也可脫除無機（jī）鹽的重要原因，也是NF運（yùn）行成本較低的主（zhǔ）要原因。

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

       2、納濾膜在水處理（lǐ）中的應（yīng）用（yòng）

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

       目前，大多數城市的給水水源均受到不同程度的汙（wū）染（rǎn），而自來水（shuǐ）廠的常規處理工藝（yì）對水中有機（jī）物去除率不高，當采用氯殺菌消（xiāo）毒時，氯又會與水中的有機物會生成鹵代副產物。Peltier等4年的跟蹤（zōng）研究表明：采用納濾係（xì）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降到0.1mg/L，*終（zhōng）網線（xiàn）中三鹵甲烷（wán）（THMs）的形成比未采用納濾係統時減少了50%。另外（wài），由於生（shēng）物降解型溶解有機碳（BCOD）的減少，改進了產（chǎn）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，因此脫鹽是納濾（lǜ）技（jì）術應用（yòng）*多（duō）的領域。膜法水處理技（jì）術在投資、操作和維修及價格等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、完全除去懸浮物和有機物（wù）、操作簡便和占地省等優點，應（yīng）用實例（lì）較多（duō）。納濾可以直接用於地下水、地表水和廢水（shuǐ）的軟化，還可以作為反滲透、太陽能光伏脫鹽裝置等的預處理。

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

       （3）納濾膜（mó）在廢水處理（lǐ）中（zhōng）的應用：

       ①生活汙水：生活汙水一般（bān）用生（shēng）物降（jiàng）解/化學氧化（huà）法結（jié）合處理，但氧化劑的用量太大，殘留物多，超濾出水水質可達到回（huí）用至賓館廁所衝洗、綠化等環節的（de）用水要求，納濾出水水（shuǐ）質可達到生活飲用水衛生標準(GB5749.85)，可（kě）以回用（yòng）至賓館洗（xǐ）衣、洗浴等用（yòng）水要求更高的環節。

       ②紡織（zhī）、印染廢水：紡織廢水中含（hán）有的染料很難用生（shēng）物的方法去除，而酸性、活性、直（zhí）接和分散染料水溶液的濃度、壓力、總溶解性固（gù）體和無機鹽含量等對納濾膜截留性能都有可（kě）能造成影響。

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

       ④電鍍廢水：電鍍工廠往往產生大量廢液，盡管采取酸化、化學無害化、沉降（jiàng）和分離汙泥等複（fù）雜處理（lǐ）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（yè）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、造紙廠節約水（shuǐ）資源降低排放量的*佳途徑。傳統活性汙泥法的（de）產水中還（hái）含有部分有色（sè）化合物、微生物、抗體和少量的生物分解物，懸浮固體等，僅能被用於製造包裝紙（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（fǎn）滲透（RO）膜技術


       1、反滲透(RO)的原理

       反（fǎn）滲透是一種以壓力為推動（dòng）力的膜分離（lí）過程在使用中為（wéi）產生反滲透壓需用水泵給（gěi）含（hán）鹽水溶液或廢水施加壓力以克服自然（rán）滲透壓及膜的阻力使水透過反滲（shèn）透膜，將水中溶解鹽或汙染雜質阻止在反滲透膜的另一側。

       2、反滲透膜在水處理中（zhōng）的應用

       （1）在水處理方麵的常規應（yīng）用

       水是人們賴以生存（cún）和（hé）進行生產活動必不可少的物質條件。由於淡水資源日益缺乏，*上（shàng）反滲透（tòu）水處理裝置的能力已達到每天數（shù）百萬噸。

       （2）在城市汙水方（fāng）麵的應（yīng）用

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

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應用

       含（hán）重金屬離子廢水的常規處理方法都隻是一種汙染（rǎn）轉移，即將廢水中溶解的重金屬轉化成沉澱或更加易於處理的形式，其*終處置常常是進行填埋，而（ér）重金屬對地下水和地表水環境造成（chéng）二次汙染的危害依然長（zhǎng）期存（cún）在。

       （4）在（zài）含油廢水方麵的（de）應用

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

       五、滲析膜技術

       1、各（gè）種滲析（xī）膜（mó）技術原理

       （1）滲析：滲析(Dialysis，簡稱D)是溶質（zhì）在自身的濃度梯（tī）度作用下，從（cóng）膜的上（shàng）遊傳向膜的下遊的過程（chéng）。

       滲析是*早被發現並研（yán）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（bú）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（fèn）子量組分（fèn），如血液滲析，即以滲析（xī）膜代替腎（shèn）來去除尿素、肌酸（suān）酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組（zǔ）分（fèn），以緩解（jiě）腎（shèn）衰竭和尿（niào）毒（dú）症患者的病情。

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

       （3）倒極電滲析(EDR)：倒極電滲析就是根據ED原（yuán）理，每隔一定時間(一般（bān）為（wéi）15～20min)，正負電極極性相互倒換，能自動清洗離（lí）子交換膜和電極表麵形成的汙垢，以（yǐ）確保離子交換膜工作效率的長期（qī）穩（wěn）定及淡水的水質水量（liàng）。在20世紀80年代後（hòu）期（qī），倒極電滲析器的使用，大大提高了電滲析操作電流（liú）和水回（huí）收率，延（yán）長了運行周期。EDR在廢水（shuǐ）處理方麵尤其有獨到之處，其（qí）濃水循環、水回收率*高（gāo）可達95%。

       （4）液膜電滲（shèn）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膜，其實驗模（mó）型就是用半透玻璃紙將液膜溶液包製成薄層狀的隔板，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，可能為濃縮和提取貴金屬、重金（jīn）屬、稀有金（jīn）屬等找到高效的分離方法，因為尋（xún）找對某種形式（shì）離子具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率有關。提高（gāo）電（diàn）滲（shèn）析的分離效率，直接與液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、釕等)的（de）鹽溶液進行電滲析時，會在膜上形（xíng）成金屬二氧化物沉澱，這將（jiāng）引起膜的過早損耗，並破壞整個工藝過程，應用液膜則（zé）無此弊端。

       （5）填充床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是將電滲（shèn）析（xī）與離子（zǐ）交換法結合起來的一種新型水處（chù）理（lǐ）方法，它的*大特點是利用（yòng）水解離產生的H+和OH-自動再生填充（chōng）在電滲析器淡水（shuǐ）室中的混床離子交換樹脂（zhī），從而實現了持續深度脫鹽。它集中了電（diàn）滲析和離子交換法的優點，提高了極限電流密度和電流效（xiào）率。填充床電滲析技（jì）術具有高（gāo）度先（xiān）進性（xìng）和實（shí）用性，在電子、醫藥、能源等（děng）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）雙極性膜電滲析(EDMB)：雙極（jí）膜是一種新型離子交換複合膜，它一般由層壓（yā）在一起的陽離子交換（huàn）膜組成，通過膜的水分子即刻分解成H+和OH-，可作為H+和OH-的供應源。雙極性膜電滲析突出的優點是過程簡單，能（néng）效（xiào）高，廢（fèi）物（wù）排（pái）放少。目前（qián）雙極性膜電滲析工藝的主要應用領（lǐng）域在酸堿製備。例如，用雙極性（xìng）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（gǔ）龍酸鈉（nà）等)的轉化，同時得到（dào）堿(NaOH)，但濃度(酸*大濃（nóng）度2mol·L-1，堿（jiǎn）*大濃度6mol·L-1)和純度兩方麵都受到限製。現在開發的應用領域還有廢氣脫硫、離子交換樹脂再（zài）生、鉀鈉的無機過程（chéng）等。

       （7）無極水電滲析：無極水電滲（shèn）析（xī）是傳統電滲析的一種改進形式，它的主要特點是除去了（le）傳統電滲（shèn）析的極室和極水。例如在裝置的電極緊貼一（yī）層或多層離子交換膜，它們在電氣（qì）上都是相互聯接的，這（zhè）樣（yàng）既可以防止金屬離（lí）子進入離子交換膜，同時又防（fáng）止極板結垢，延長電極的使用壽命。由（yóu）於取（qǔ）消了極室，無極水（shuǐ）排放，大大提高了原水的利用率。無極水電滲析於1991年問世，在應用過程中技術不斷改（gǎi）善，現裝置在運行方式上多采用頻（pín）繁倒極的形式（shì）。目前,無極水全自動控製（zhì）電滲析器已在國內20個省、市使用，近（jìn）來還遠銷東南亞。

       2、滲析膜的應用

       （1）工業廢水處理

       電滲析可用於電鍍廢水（shuǐ）、重（chóng）金屬（shǔ）廢水等（děng）的處理，提取廢水中的金屬（shǔ）離子等，既能（néng）回（huí）收利用水和有用資（zī）源（yuán），又減少了汙染排放。萬詩貴等自製離子膜電解槽研究了銅生產過程中鈍化液處理的可行性，結果發（fā）現，不僅可以回收其中（zhōng）的銅和鋅，而且（qiě）將Cr3+氧化成Cr6+，再生了鈍化液。電滲析（xī）法（fǎ）與離（lí）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）飲用水及過程水處理

       我國在西南地區采用電滲析法將鹽泉鹵水製鹽，使NaCl的含量穩定提高（gāo）到120g/L，與原來采用的單純熬（áo）鹽法相比，產（chǎn）量增加而成本降低。

       （3）食品工業

       在白酒生產中把握質量*關鍵的一環是勾（gōu）兌，而勾兌用水的質量是很重要的，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（chù）量勾兌用水，可使（shǐ）水質（zhì）明顯改善（shàn），達到*標準。

       （4）生化行業

       采用高性能離子（zǐ）交換膜（mó），應用電滲析脫鹽法，分離提純N-乙酰-L-半胱氨酸，取得了較（jiào）為滿意的（de）效果。根據雙極性膜電滲析係統的特點，即雙（shuāng）極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可（kě）以把雙極（jí）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（zhěng）個生產過程不需要添加酸和堿，資源可以循環利用，耗水少，分離出的蛋白質中鹽（yán）含量明顯減少。

       六、正滲透(FO)技術

       1、正滲透(FO)的（de）原理

       用（yòng）隻能透過溶劑而不能透過溶質分子的半透膜將溶劑和溶（róng）液隔開，溶劑（jì）分子將在滲透（tòu）壓的（de）作用下自發地從溶劑側透過膜進入溶液（yè）側（cè），這就是滲透（tòu）現象，也即所謂的（de）“正向滲透”。

       2、正滲透膜在水處理中的應用

       （1）廢水處（chù）理

       關於FO在廢水領域的應用在許多文獻中均有報道，主要包括早期高濃度工（gōng）業廢水（shuǐ）的濃縮、垃圾滲濾液的處理、生（shēng）活汙水（shuǐ）的處理、市政汙水處理廠（chǎng）汙泥厭氧消解液的濃縮和（hé）空間站上直接將汙水處理成飲用水的生命支持係統等。雖然這些研究中FO過程不是終端工藝，但（dàn）其在預處理階段具有很高的脫鹽（yán）性能。

       近年來隨著（zhe）FO工藝的不斷發展，引起了很多學者的（de）關注，將（jiāng）其與傳統的（de）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

       隨著中水回用技術的（de）發展，FO在飲用水淨化方麵目前應（yīng）用*成功的應屬在空間站（zhàn）中將產生的生活（huó）汙水直接處理成飲用水。

       （3）海水淡化

       在FO係統中（zhōng），與RO相似，原料液中的（de）水分子通過（guò）半透膜滲（shèn）透到膜的滲（shèn）透側，將鹽溶液截（jié）留在膜的另（lìng）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（yán）究的重點，目前已有不少專利（lì）。