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

       一、微濾（MF）膜技術


       1、微濾（MF）的基本原理（lǐ）

       微（wēi）濾膜能截留0.1-1微米之（zhī）間的顆粒。微濾膜（mó）允許大（dà）分子和溶解性固體（無機鹽）等通過，但（dàn）會截留懸浮物，細菌，及大分子量膠體等物質。微（wēi）濾膜的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是*上開發應用（yòng）*早的膜技術，以天然或人工合成的高分子化合物作為膜材料。對微濾膜而（ér）言，其分離機（jī）理主要是（shì）篩分截留。

       2、微濾膜的（de）應（yīng）用

       （1）水處理行業（yè）：水中懸浮物，微小（xiǎo）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（lù）清（qīng）洗用水終端處理；

       （3）製藥（yào）行業：醫用純水除菌（jun1）、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）溶液中的菌（jun1）體；

       （5）食品工業（yè）：飲料、酒（jiǔ）類、醬油、醋（cù）等食品中的懸濁物（wù）、微生物和異味雜質、酵母和黴菌的去除，果（guǒ）汁的澄清（qīng）過濾。

       （6）化學工業：各（gè）種化學品的（de）過濾澄清。

       二、超濾（UF）膜技術（shù）


       1、超濾（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是（shì）一種能將（jiāng）溶液進行淨化和分離（lí）的膜分（fèn）離技術。超濾膜係統是以超濾（lǜ）膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜隻允許溶液中的（de）溶劑（如（rú）水分（fèn）子（zǐ））、無機鹽及小分子有機物透過（guò），而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白（bái）質和（hé）微生物等大分子物質截留，從而（ér）達到淨化和分離的目的。

       超濾過濾孔（kǒng）徑和截留分子量的範圍一直（zhí）以來定（dìng）義較（jiào）為模糊，一般認為超濾膜的（de）過濾孔徑為0.001-0.1微米，截留（liú）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（de）過濾孔徑（jìng）為0.001-0.01微米，截留分子量（liàng）為1,000-300,000 Dalton。若過濾（lǜ）孔徑大於0.01微米，或截留分子量大（dà）於300,000 Dalton的微孔膜就應該定義為微濾（lǜ）膜或精濾膜。

       2、超濾膜的應用

       超濾膜的應用（yòng）範圍極其廣泛，基本上涉及過濾的行業都（dōu）可以用到過（guò）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及超純水的終（zhōng）端處理；工業用水中（zhōng）用於（yú）分離細菌、熱源、膠體、懸浮雜質及大分子有機物；飲用（yòng）水、礦泉水淨化；發酵、酶製劑工業、製藥工業的濃縮、純（chún）化與澄清（qīng）；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製糖工業、酒類、茶汁、醋等的分（fèn）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（zhōng）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（huó）性炭脫色等工藝過程。該過程為常溫（wēn）操作，無相態變化，不產生二次汙染。

       三、納濾（lǜ）（NF）膜技術


       1、納濾（NF）原理

       納濾（NF）是一種新型分子級膜分離技術，是目前*膜分離領域研究的熱點之一。NF膜孔徑在1nm以上，一般在（zài）1-2nm；對溶質的截留（liú）性能介於（yú）RO與UF膜之間；RO膜幾乎對（duì）所有的溶（róng）質都有很（hěn）高的脫除率，但（dàn）NF膜隻對特定的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去除二價、三價離子，Mn≥200的有機物（wù），以及微（wēi）生物、膠體、熱源、病毒等。

       納濾膜的一（yī）個很（hěn）大特征是膜本體（tǐ）帶有電荷，這是它在很低壓力下（xià）（僅0.5MPa）仍具有（yǒu）較高脫鹽性能和（hé）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適合各種含鹽水源，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（pái）放。

       2、納濾膜在水處理中的應用

       （1）納濾膜在飲用（yòng）水中的應用：納濾操作壓力（lì）小（xiǎo），是飲用水（shuǐ）製備和深度淨（jìng）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染，而（ér）自來水廠的常規處（chù）理工藝對水中有機物去除率不高，當采用氯殺菌消（xiāo）毒時，氯（lǜ）又會與水中的有（yǒu）機物會生（shēng）成鹵代副產物。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（xíng）成比未采用納濾係統時減（jiǎn）少了50%。另外，由（yóu）於生物降解型溶解有機碳（BCOD）的減少，改進了產水的生（shēng）物穩（wěn）定性。

       納濾技術能夠去除絕大部（bù）分的Ca、Mg等（děng）離子，因此脫鹽是納（nà）濾技（jì）術應（yīng）用*多的領域。膜法水處（chù）理技術在投資（zī）、操作（zuò）和（hé）維修及價格等方麵（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、完全除去懸浮物和有機物、操作簡便和占地省等優點，應用（yòng）實例較多（duō）。納濾可以直（zhí）接用於地下水、地表水（shuǐ）和廢水的軟化，還可以作為（wéi）反滲透、太陽能光伏脫（tuō）鹽裝置等的預處理。

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

       （3）納濾膜（mó）在廢水處理中的應用（yòng）：

       ①生活汙（wū）水：生活汙水一般用生物降解/化學氧化法結合處理，但氧化劑的用量太大，殘留物多，超濾（lǜ）出水水（shuǐ）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（shuǐ）水質可達到生活飲用水衛生標準(GB5749.85)，可以回用至賓館洗衣、洗浴等用水要求更（gèng）高的環節（jiē）。

       ②紡織、印染廢水：紡織廢水中含有的染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、總溶解性固體和無機鹽含（hán）量等對納濾膜截留性能都有可能造成影響（xiǎng）。

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

       ④電鍍（dù）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（wū）泥等複雜處理步驟（zhòu），產水含鹽量高，不（bú）能（néng）重新回用。

       ⑤造紙廢水：在紙（zhǐ）漿和造紙業中，勻（yún）漿、漂白和造紙等工序都需要大量的水。實（shí）現水係統的(半)密閉（bì）循環是（shì）紙漿廠、造紙（zhǐ）廠節約水資源降低排（pái）放量的*佳途徑。傳統活性汙泥法（fǎ）的產（chǎn）水中還含有部分有色（sè）化（huà）合物、微生物、抗體和少量的生物分解物，懸浮（fú）固體等，僅（jǐn）能被用（yòng）於製（zhì）造包裝紙，不能（néng）用於更高級別紙的生產。另外，該法不能減少無機鹽（yán）的（de）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的膜分離過程在使用中為產生反滲透（tòu）壓需用水（shuǐ）泵給含鹽水溶液（yè）或廢水施加壓力以克服自然滲透壓及膜的阻力使水（shuǐ）透過反滲透膜，將水中溶解鹽或汙染雜質阻（zǔ）止在反滲透膜的另一側。

       2、反（fǎn）滲透膜（mó）在水處理中的應用

       （1）在水處理方麵的常規應用

       水是（shì）人們賴以生存和進行（háng）生產活（huó）動必不可少的物質條件。由於淡水資源日益缺乏，*上反滲透水處理裝置的（de）能力已（yǐ）達到每天數百萬噸（dūn）。

       （2）在城市汙水方（fāng）麵（miàn）的（de）應用（yòng）

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

       （3）在重（chóng）金屬廢水處理方麵的應用

       含重金屬離（lí）子廢水的常規處理方法都隻是一種汙染轉移，即將廢水中溶解的重金屬轉化（huà）成沉澱或（huò）更加（jiā）易於處理的形式（shì），其*終處置常常（cháng）是進行填埋，而重（chóng）金屬（shǔ）對地下（xià）水和地表水環境造成二次汙染（rǎn）的危害（hài）依然長期存在。

       （4）在含油廢水（shuǐ）方麵的應用

       含（hán）油廢水是一（yī）種量大麵廣（guǎng）的工業廢水，若直接排入水體，會在水（shuǐ）體表層產生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使（shǐ）水中缺（quē）氧、生物死亡、發出惡臭，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（lú）用水水質，於是處理後的水回用於電站鍋爐給（gěi）水。

       五、滲析（xī）膜技（jì）術

       1、各種滲析膜技（jì）術原理（lǐ）

       （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（mó）的（de）上（shàng）遊傳向膜的下遊的（de）過程。

       滲析是（shì）*早被（bèi）發現並（bìng）研（yán）究的膜分離技術，但因為受到本身體係的限製，滲析過程（chéng）進行緩慢，效率（lǜ）低下，滲析過（guò）程的（de）選擇性不高，因此滲析過程主要用（yòng）於脫除含有多種溶質溶液中的低分子量組分，如血液（yè）滲析，即以滲析膜代替（tì）腎來（lái）去除尿素（sù）、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿（niào）毒症患者的病情。

       （2）電滲析：電滲析(Electrodialysis，簡稱ED)是在直流電場的作用下，以電位差為推動力，利用離子交換（huàn）膜對（duì）溶液中的陰陽離子的選擇性，把電解質從溶（róng）液中分離出來，從而實（shí）現（xiàn）溶液的濃（nóng）縮、淡化（huà）、精製和提純（chún）。

       （3）倒極電（diàn）滲析（xī）(EDR)：倒極電滲析就是根據ED原理，每隔一（yī）定時間(一般為15～20min)，正負電極極性相互倒換，能自動（dòng）清洗離子交換膜和電極表麵形成的（de）汙垢，以確保離子交換膜工作效率的長期穩定及（jí）淡水的水質水量。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電流和水回收率（lǜ），延長了運行周期。EDR在廢水處理方麵尤其有（yǒu）獨到之處，其濃（nóng）水循環、水回收率*高可（kě）達95%。

       （4）液膜電滲析(EDLM)：液膜電滲析（xī）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透玻璃紙將液膜溶液包製成薄層（céng）狀的隔（gé）板，然後裝入電滲析器中運行。利用（yòng）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（lí）方法，因為（wéi）尋找（zhǎo）對某種形式離（lí）子具有特殊選擇性的膜（mó）與提高電滲析的提取效（xiào）率有關。提高電滲析的分離效（xiào）率，直接與液膜結合起（qǐ）來是很有（yǒu）發展前（qián）途的。例如，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，會在膜上形成金屬二氧化物沉澱，這將引起膜的過早損耗，並破壞整個工藝（yì）過程，應用液膜則無此弊（bì）端。

       （5）填充（chōng）床電滲析(EDI)：填充床電滲析（xī）(EDI)是將電滲析與離子交換法結合起來的一（yī）種新型水處理方法，它的*大特點是利用水解離產生（shēng）的H+和OH-自動再生填充在（zài）電滲析器淡水室中的（de）混（hún）床離子交換樹脂，從而（ér）實現了持續深度脫鹽。它集中了電滲析和離子交換法的優（yōu）點，提（tí）高了極限電流密度和電流效率。填充床電滲析技（jì）術（shù）具有高度先進性（xìng）和實用性，在電子、醫藥、能源等領域具有廣闊的應用前景，可望成為純水製造的主流技術（shù）。

       （6）雙極（jí）性膜電滲（shèn）析(EDMB)：雙極膜是（shì）一種新型離子交換複合膜（mó），它一般由層壓在一起（qǐ）的陽（yáng）離子交換膜組成（chéng），通過膜的水分子即刻分（fèn）解成H+和OH-，可作為H+和OH-的供應源。雙極性膜電（diàn）滲析突出的（de）優點（diǎn）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（yào）應用（yòng）領（lǐng）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（jī）酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉等（děng）)的轉（zhuǎn）化，同時得到堿(NaOH)，但（dàn）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（shòu）到限製。現在開發的應用領域還有（yǒu）廢氣脫（tuō）硫、離子交換樹脂再生、鉀鈉的無機過（guò）程等（děng）。

       （7）無極水電滲析：無極水電滲析是傳統電滲（shèn）析（xī）的一種（zhǒng）改進形式，它（tā）的主（zhǔ）要特點是除去了傳統電滲析的極室和極水。例如在裝置的電極（jí）緊貼一層或多層離子交換膜，它們在電（diàn）氣上都是相互聯接的，這樣既可以防止金屬離子進（jìn）入離子（zǐ）交換膜，同時又防止極板結垢，延長電極的（de）使（shǐ）用壽命。由（yóu）於取消（xiāo）了極室，無極水排放，大大提高了原水的利用率。無極水電滲析於1991年問世，在應用過程中技術不（bú）斷改善，現裝（zhuāng）置在（zài）運行方式上多采（cǎi）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、市使用，近來還遠銷東南亞。

       2、滲析膜的應用

       （1）工業廢水（shuǐ）處理

       電滲析可用於電（diàn）鍍廢（fèi）水、重（chóng）金屬廢水等的處理，提取廢水中的金屬離子等，既能回收利用水和有（yǒu）用資源，又減少了（le）汙染排放。萬詩貴等自（zì）製離子膜（mó）電解槽研究（jiū）了銅生產過程中鈍（dùn）化液處理的（de）可行性，結（jié）果發現，不僅（jǐn）可（kě）以回收其中的銅和（hé）鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+，再生（shēng）了鈍化液。電滲析法與離子交換法結合從酸洗廢液中回收重金屬和（hé）酸的工藝已在工（gōng）業上應用。

       （2）飲用水及過程水處理

       我國在西南地（dì）區采（cǎi）用電（diàn）滲析法將鹽泉鹵水製鹽（yán），使NaCl的含（hán）量穩（wěn）定提高到120g/L，與原來采用的單純熬鹽法相比，產量增加而成本降低。

       （3）食品工業

       在白酒生產中把握質量*關鍵的一（yī）環是勾兌，而勾兌用水（shuǐ）的質量（liàng）是（shì）很（hěn）重要的，它不僅影（yǐng）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（liàng）勾兌用水，可使水質明（míng）顯改善（shàn），達到*標準。

       （4）生化行業

       采用（yòng）高性能離子交換膜（mó），應用電滲析脫鹽（yán）法，分離提純N-乙酰（xiān）-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（tǒng）的特點，即（jí）雙極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可（kě）以（yǐ）把雙極性（xìng）膜電滲（shèn）析技術應用於大豆蛋白質的（de）分離，其（qí）有（yǒu）有很多優點：整個生產過程不需要（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(FO)技術

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能透過溶劑（jì）而不能透過溶質分子（zǐ）的半透膜將溶劑和溶（róng）液隔開，溶劑分（fèn）子將在滲透壓的（de）作（zuò）用下自發地從溶劑側透（tòu）過膜進（jìn）入溶液側，這就是滲透現象，也即所謂的“正向滲（shèn）透”。

       2、正滲透膜在水處（chù）理中的應用

       （1）廢水處理

       關於（yú）FO在廢（fèi）水（shuǐ）領域的應（yīng）用在許多文獻中均有報道，主（zhǔ）要包括早期高濃度工業廢水的濃縮、垃圾滲濾液（yè）的處理、生（shēng）活汙水的處理、市政汙水處理廠汙泥厭氧消解液的濃縮和空間（jiān）站上直接將汙水（shuǐ）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，但其在預處理階段具有很高的脫鹽性能。

       近年（nián）來隨著FO工藝的不斷發展，引起了很多學者的關（guān）注，將其與傳統的膜分離技術相結（jié）合，更是近幾年的（de）研究熱點。

       （2）水質（zhì）深度淨化

       隨著中水回用技術的發展，FO在飲（yǐn）用水淨化方麵目前應用*成功的應（yīng）屬在空間站中將產生的生活汙（wū）水直接處理（lǐ）成飲用水。

       （3）海水淡化

       在FO係統中，與RO相似，原料液中的（de）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（gōng）藝和方法一直是研究人員研究的重點，目前已有不少（shǎo）專利。