目前（qián）膜技術作為一個古老但是新興的技術，技術開（kāi）發越（yuè）來越深入，應用範圍越來越（yuè）廣泛，本文總結目前*上現有的膜處理（lǐ）技術，詳細（xì）介紹各種膜技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

       微濾膜能（néng）截留0.1-1微米之間的顆粒。微濾膜允許大（dà）分子和（hé）溶解性固體（無（wú）機鹽）等通過（guò），但會截留懸浮物，細菌，及大（dà）分子量膠體等物（wù）質。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*早的膜技術，以天然或人工合成（chéng）的高分子化合物作為膜材料。對微濾膜而言，其（qí）分（fèn）離機理主要（yào）是篩分截（jié）留。

       2、微濾膜的應用

       （1）水處理行業：水中懸浮物，微小粒子和（hé）細菌的去除；

       （2）電子工業：半導體工業超純水、集（jí）成電路清洗用水終（zhōng）端（duān）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、血漿蛋白質等多種溶液中（zhōng）的菌體；

       （5）食品工業：飲料、酒類、醬油（yóu）、醋等食品中的（de）懸濁物、微生物和異味雜質、酵母和黴菌（jun1）的去除，果汁的澄清過濾（lǜ）。

       （6）化（huà）學工（gōng）業：各種化（huà）學品的過濾澄清。

       二、超（chāo）濾（lǜ）（UF）膜技術


       1、超濾（lǜ）（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶液進行淨化和分離的膜（mó）分離技（jì）術。超濾膜係統是以超濾膜絲為過濾（lǜ）介質，膜兩側的壓力差（chà）為驅動力的溶（róng）液（yè）分離裝置。超濾膜隻允許溶液（yè）中的（de）溶劑（如水分（fèn）子）、無機鹽及小分子有機物透過，而將（jiāng）溶液（yè）中的懸浮物、膠體、蛋白（bái）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（lǜ）孔徑和截留（liú）分（fèn）子量的（de）範圍一直以來定義較為模糊，一般認為超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分（fèn）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（jìng）為0.001-0.01微米，截留分子量為（wéi）1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大於（yú）0.01微米，或截留分（fèn）子（zǐ）量大於300,000 Dalton的微孔（kǒng）膜就應該定義為微濾膜或精濾膜。

       2、超濾膜的（de）應用

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

       純水與超純水製（zhì）備工藝中作為反滲透預處理以及超純水的終端處理；工業用水中用於分離細菌、熱源、膠體、懸浮雜質及大分子有機物；飲用水、礦泉（quán）水淨化；發（fā）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、製糖工業、酒類、茶汁、醋等的分（fèn）離（lí）、濃縮（suō）與澄（chéng）清；工業廢水與生活汙水的淨化和（hé）回收；電泳（yǒng）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，真空轉鼓，離心分（fèn）離，溶媒萃取，樹脂提純，活性（xìng）炭（tàn）脫（tuō）色等工藝過程。該過程為常溫操作，無相態變（biàn）化，不產生二次汙染。

       三、納濾（NF）膜技術


       1、納濾（NF）原理

       納濾（NF）是一種（zhǒng）新型分（fèn）子級膜分離技術，是目前*膜分離領域研究的熱點之一。NF膜孔徑在（zài）1nm以上，一般在1-2nm；對溶質的截留性能介於RO與UF膜之間（jiān）；RO膜幾乎（hū）對所有的溶質都有很高的脫除率，但NF膜隻對特定的溶質具有（yǒu）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（wēi）生物、膠體（tǐ）、熱源（yuán）、病毒等。

       納濾膜的一個很大特征是膜本體帶有（yǒu）電荷，這是（shì）它在很低壓力下（僅（jǐn）0.5MPa）仍具有（yǒu）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（chóng）要原因，也是NF運（yùn）行成本較低的主要原因。

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

       2、納濾膜在水處理中（zhōng）的應（yīng）用

       （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*選工藝。

       目前（qián），大多數城（chéng）市的給水水（shuǐ）源均受到不同（tóng）程度的汙染，而自來水廠的常規處理工藝對水中（zhōng）有機物去除率不高，當采（cǎi）用（yòng）氯殺菌（jun1）消毒時，氯又會與水中的有（yǒu）機物會生成鹵代副產（chǎn）物。Peltier等4年的跟蹤研究表明：采（cǎi）用納濾係統後水中的DOC降（jiàng）低到（dào）平均0.7mgC/L，出水餘氯的含量由0.35mg/L降到（dào）0.1mg/L，*終網線中三鹵甲烷（wán）（THMs）的形成（chéng）比未采（cǎi）用納濾係統時減少了50%。另外，由於生物降解型溶（róng）解（jiě）有機碳（BCOD）的減少，改進了（le）產水（shuǐ）的生（shēng）物穩定（dìng）性（xìng）。

       納濾技術能夠去除絕大部（bù）分的Ca、Mg等離子，因此脫鹽是納濾技術應（yīng）用*多的領域。膜（mó）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（shí）灰軟化和離子交換過程相近，但具（jù）有（yǒu）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、地表水和廢水的（de）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）納濾膜在海水淡（dàn）化中的應用：海水淡（dàn）化是指將含鹽量為35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的飲用水。

       （3）納濾（lǜ）膜（mó）在廢水處理中的應用（yòng）：

       ①生活汙水：生活汙水一般用生物降解/化學氧化法結合（hé）處理，但氧化劑的用量（liàng）太大，殘留物多，超濾（lǜ）出水水質可達到（dào）回用至賓館廁（cè）所衝洗、綠（lǜ）化等環（huán）節的用（yòng）水要求，納濾出水水質可達到生活飲用水衛生標準(GB5749.85)，可以回（huí）用至（zhì）賓館洗衣、洗浴等（děng）用水要求更高的環節。

       ②紡織、印染廢水：紡織廢水中（zhōng）含有的染料很難用生物的方法去除（chú），而酸性、活性、直接和（hé）分散染料水溶液的濃度、壓力、總溶解性固體和無機鹽含量等對（duì）納濾膜截留性能都有可能造成影響。

       ③製革廢水：製革廢水含有（yǒu）高濃（nóng）度的有機物、硫酸鹽和氯化（huà）物，酸洗工序（xù）的廢（fèi）液電導值達到75mS/cm。

       ④電（diàn）鍍廢水：電（diàn）鍍工廠往往產生大量廢液，盡管采取酸化、化學無害化、沉（chén）降和分離汙泥等複（fù）雜處理步驟，產水含鹽量高，不能重新（xīn）回用。

       ⑤造紙廢水：在（zài）紙漿和造紙（zhǐ）業中，勻（yún）漿、漂（piāo）白（bái）和造紙等工序都需要大量的水。實現水係統的(半)密閉循（xún）環是紙漿廠、造紙廠節約水資源降（jiàng）低排放量（liàng）的*佳途徑。傳統活性汙泥法（fǎ）的產水中還含有部分有色化合（hé）物、微（wēi）生物、抗體和少量的生物分解物，懸浮固體等，僅能被用（yòng）於製造包裝紙，不能用於更高級別紙（zhǐ）的生產。另外，該法不（bú）能減少無機鹽的含量（liàng）。

       四、反滲透（RO）膜技術


       1、反滲透(RO)的原理（lǐ）

       反滲透是一種以壓力為推動力的（de）膜分（fèn）離過程（chéng）在使用中為產生反滲透壓需用水泵給含鹽水溶液或廢（fèi）水施加壓力以克服自然滲透壓及膜的阻力使（shǐ）水透過反滲透膜（mó），將水中溶解鹽（yán）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的應用

       （1）在水處理方麵的常規應用

       水是人們賴以生存和進行生產活（huó）動必不可少的物質條件。由於淡水資源日益（yì）缺乏，*上反滲透水處理裝置的能（néng）力已達到每（měi）天數百萬（wàn）噸。

       （2）在城市汙水方麵的應用

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

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應用

       含重金屬離子廢（fèi）水的常規處理方法都隻是（shì）一種汙染轉移，即將（jiāng）廢水中溶解的重金屬轉化成（chéng）沉澱或更加易於處理的形式，其*終處置常常是（shì）進行填埋（mái），而重金屬對地下水和地表（biǎo）水環境造成二次汙染的危害依然長期存在。

       （4）在含油廢水方麵的應用

       含油廢水是一種量大麵廣的工業（yè）廢水，若直接排入水體（tǐ），會在水（shuǐ）體表層產生（shēng）油膜阻（zǔ）礙氧氣溶入水中從（cóng）而致使水中缺氧、生物死亡、發出惡（è）臭，嚴重（chóng）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（zhì），於是處理後的水回用於電站（zhàn）鍋爐給（gěi）水。

       五、滲析膜技術（shù）

       1、各種滲析（xī）膜技（jì）術原理

       （1）滲析：滲析(Dialysis，簡稱D)是溶質在自（zì）身的濃度梯（tī）度作用下，從膜的上遊傳向膜的下遊的過（guò）程。

       滲析是*早被發（fā）現並研究的膜分（fèn）離技術，但因為受到本身體係的限製，滲析（xī）過程進行緩慢，效（xiào）率低下（xià），滲析過程的選擇性不高，因此滲析過程主要用於脫除（chú）含有多種（zhǒng）溶質溶液中的低分子量組分，如血液滲析，即以滲析膜代替腎來去（qù）除尿素（sù）、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分（fèn）子量組分，以緩解腎衰竭和（hé）尿（niào）毒症患者的病情（qíng）。

       （2）電滲析：電（diàn）滲析(Electrodialysis，簡稱ED)是在直流電場的作用下，以電位（wèi）差為推動力，利（lì）用離子交換膜對溶液（yè）中的陰陽離子（zǐ）的選擇性，把電解質（zhì）從（cóng）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（diàn）滲析(EDR)：倒極電滲析就是根（gēn）據ED原理，每隔一定（dìng）時間(一般為15～20min)，正負電極極（jí）性（xìng）相互倒換（huàn），能自動清洗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的（de）長期（qī）穩定及淡水的水質水量。在（zài）20世紀（jì）80年代後期，倒極電滲析器的使用，大大（dà）提（tí）高了電滲析操作電流和水回（huí）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、水回收率*高可（kě）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膜，其實（shí）驗模型就（jiù）是用半透玻璃紙將（jiāng）液膜溶（róng）液包製成（chéng）薄層狀的隔板，然後裝入電滲析器中運行（háng）。利用萃取劑作液膜電滲析的液（yè）態膜，可能為濃縮和提（tí）取貴金屬、重金屬、稀有（yǒu）金屬等找（zhǎo）到高效的分離方法，因為尋找對某種（zhǒng）形（xíng）式離子具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效（xiào）率有關。提高（gāo）電滲析的分離（lí）效率，直接與（yǔ）液膜結合起（qǐ）來是很有發展前途的。例如，固體離子交換膜對鉑族金（jīn）屬(鋨、釕等)的鹽溶液（yè）進行（háng）電滲析時，會在（zài）膜上形成金屬二氧（yǎng）化物沉澱，這將（jiāng）引起膜的過（guò）早損耗（hào），並破壞整個工藝過程，應用液膜（mó）則（zé）無此弊（bì）端。

       （5）填充床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是將電（diàn）滲析與離子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-自動再生填充在電滲析器淡水室中的混床離子交換樹脂，從而實現了持（chí）續深度（dù）脫鹽。它集中了電滲析和離子（zǐ）交換法的優點，提高（gāo）了極限電（diàn）流密度和電（diàn）流效率。填充床（chuáng）電滲析（xī）技術具（jù）有高度先進（jìn）性和實（shí）用性，在電（diàn）子、醫藥、能源等領域具有廣闊的應用（yòng）前景，可望（wàng）成為純水製造的主流技術。

       （6）雙極性膜（mó）電滲析(EDMB)：雙極膜是一（yī）種（zhǒng）新型離子交換複合膜，它一般由層壓在一起（qǐ）的陽離子交換膜組成，通過膜的水分子即刻分解成（chéng）H+和OH-，可作為H+和OH-的供應源。雙極性膜電滲（shèn）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酸堿製備。例如，用雙極性膜和陽（yáng）膜配成的二室膜可以實現有機酸鹽（yán）(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉等（děng）)的轉（zhuǎn）化，同時得到堿(NaOH)，但濃度(酸（suān）*大濃度2mol·L-1，堿*大濃度6mol·L-1)和純度兩方麵都受到（dào）限製。現在（zài）開發的應用領域還有廢氣脫硫、離子交換樹脂再生（shēng）、鉀鈉的無機過程等。

       （7）無極水電滲析：無極（jí）水電滲析是傳統電滲析的一種改（gǎi）進形式，它的主要特點是（shì）除去（qù）了傳統電滲析的極室和極水。例如在（zài）裝（zhuāng）置的電極緊貼（tiē）一層或多層離子交換膜，它們在電氣上都是（shì）相互聯（lián）接的（de），這（zhè）樣既可以防止（zhǐ）金屬（shǔ）離子進入離子交換膜，同時又防止極板結垢，延長電極的使用壽命。由於取消了極室，無（wú）極水排放，大大提高了原水的利用率。無極水電滲析於1991年問世，在應（yīng）用（yòng）過程中技術不斷（duàn）改善，現裝置在運行方式上多采用頻繁倒極（jí）的形式。目（mù）前,無（wú）極水全自動控製電滲析器已（yǐ）在（zài）國內（nèi）20個省、市使用，近（jìn）來還遠銷東南亞。

       2、滲（shèn）析膜的應用

       （1）工業廢水處理

       電滲析可用於電鍍廢水、重金屬廢水等的處理，提取（qǔ）廢水中的金屬離子等，既能回收利用水和有用資源（yuán），又減少了汙染排放。萬詩貴等自製離子膜（mó）電解槽研究了銅生產過程中鈍化液處理的（de）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（le）鈍化液。電滲析法與離子交換（huàn）法（fǎ）結合從酸洗（xǐ）廢液中回收（shōu）重金屬和酸的工藝（yì）已在工業上應用（yòng）。

       （2）飲用水及過程水處理

       我國在西南地（dì）區采用電滲析法將（jiāng）鹽（yán）泉鹵水製鹽，使NaCl的含量穩定提高到120g/L，與原來采用（yòng）的單純熬（áo）鹽法相比，產量增加（jiā）而成本降低。

       （3）食品工業

       在白酒生產中把握質量（liàng）*關鍵的一環是勾兌，而勾兌用水的質量是很重（chóng）要的，它不僅（jǐn）影響白酒的內在質量，還影響白（bái）酒的（de）外觀質量，使用電滲析法處量勾兌用水，可使水質明顯改善，達到*標（biāo）準。

       （4）生化行業

       采用高性能離子（zǐ）交換膜，應用電滲析脫鹽（yán）法（fǎ），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）雙極性膜電滲析係統的特點，即雙極性膜的陽（yáng）膜析出H+，陰膜析出OH－，可以把雙極性膜電滲析技術應用於（yú）大豆蛋白質的分離，其有有很多優點：整個生產（chǎn）過程不需要（yào）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含量明顯減少。

       六、正滲透（tòu）(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開，溶劑分（fèn）子將（jiāng）在滲透壓的作用下自發地從溶劑（jì）側透過膜（mó）進入溶（róng）液側，這就是滲透現象，也即所（suǒ）謂的“正（zhèng）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）許多文獻中均有報（bào）道，主要包括早期高濃度工（gōng）業廢水的濃縮（suō）、垃圾滲濾液的（de）處理、生活汙水的處理、市政汙水處理廠汙泥厭氧消解液的濃（nóng）縮和空間站上直接將汙水處（chù）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（yǒu）很高的脫鹽性能。

       近年來隨著FO工藝的不斷發展，引起了很多學者（zhě）的關注，將其與傳統（tǒng）的膜分離技（jì）術相結合，更是近幾年的研究熱（rè）點。

       （2）水質深度淨化

       隨著中水回用技術的發展，FO在飲用水淨化（huà）方麵目前（qián）應用*成功的應屬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FO係統中，與RO相似，原料液中的水分子通過半透膜滲透到膜的滲透側（cè），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（hé）方法一直是（shì）研究人員研究的重點，目前已有不少專（zhuān）利。