目前膜技術作為一個（gè）古（gǔ）老（lǎo）但是新興的技術，技術開發越來越（yuè）深入，應用（yòng）範圍越來越廣泛，本文總結（jié）目前*上現（xiàn）有的膜處理技術，詳細介紹各種（zhǒng）膜技術的原因及應用領域！

       一（yī）、微濾（MF）膜技術


       1、微濾（lǜ）（MF）的基本原理

       微濾膜能截留0.1-1微米之間的顆（kē）粒。微濾（lǜ）膜允許大分子和溶解性固體（無機鹽）等通過，但會（huì）截留（liú）懸浮物，細菌（jun1），及大分子量膠體等物質。微濾膜的運行壓力（lì）一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是*上開發應用*早的膜技術，以天然或人工合成的高分子化合物作為膜材料。對（duì）微濾膜而言，其分離機理主（zhǔ）要是篩分截留。

       2、微濾膜的應用

       （1）水處理行業：水中懸浮物，微小粒子和細菌的去除；

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

       （3）製藥行業：醫用純水除菌、除熱原，藥物除（chú）菌；

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

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

       （6）化學工業：各種化學（xué）品的（de）過濾澄清（qīng）。

       二、超濾（UF）膜技術


       1、超濾（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶液進行淨化和（hé）分離的膜（mó）分離技術。超濾膜係（xì）統是以超（chāo）濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分（fèn）離裝置。超濾膜隻允許（xǔ）溶液中（zhōng）的溶劑（如水分子）、無機鹽及（jí）小分子（zǐ）有機物透過，而將溶（róng）液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留（liú），從（cóng）而達到淨化和分（fèn）離的目的。

       超濾（lǜ）過濾孔徑（jìng）和截留分子（zǐ）量的範圍（wéi）一直以來定（dìng）義（yì）較（jiào）為模糊，一般認為超濾膜的過（guò）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過濾（lǜ）孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾（lǜ）孔徑（jìng）大於0.01微米，或截留分子量大於300,000 Dalton的微孔膜就應該定義為微濾（lǜ）膜或（huò）精濾膜。

       2、超（chāo）濾膜的應用

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

       純水與超純水製備（bèi）工（gōng）藝中作為反滲透預處理以及超純水的終端處理（lǐ）；工業用水中用於分離細菌（jun1）、熱源、膠體、懸浮雜質及大分（fèn）子有機物；飲用水、礦泉水淨化；發酵、酶製劑工業、製藥工業的濃縮、純化與澄（chéng）清；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製（zhì）糖工業、酒類、茶汁、醋等的分離、濃縮與澄清；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（qǔ）代傳統工藝中的（de）自然沉降，板框過濾，真空（kōng）轉鼓，離心（xīn）分離（lí），溶媒萃取，樹（shù）脂提純，活性（xìng）炭脫色（sè）等工藝過程。該過程為常溫操作，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）是一種新型分子級膜分離技（jì）術，是目前*膜分離領域研究的熱點之一。NF膜孔徑在1nm以上（shàng），一般在1-2nm；對溶質的截留性能介於（yú）RO與UF膜之間（jiān）；RO膜幾乎對所有的（de）溶質都有很高的脫（tuō）除率，但NF膜隻對特定的溶質（zhì）具有高脫除（chú）率。NF膜能夠去除二價、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（de）一個很大特征是（shì）膜本（běn）體帶有電荷（hé），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（háng）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%，沒有酸堿廢水排放。

       2、納（nà）濾膜在水處理中的應用

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

       目前，大多數城（chéng）市的給水水源均受到不同程度的汙染，而自來水廠的常規處理工藝對水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（wù）會生成鹵代副產物（wù）。Peltier等4年的跟（gēn）蹤研究（jiū）表明：采用納濾係統後水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水餘氯（lǜ）的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，*終網線中（zhōng）三鹵甲烷（THMs）的形成比未采用（yòng）納濾係（xì）統時減少了50%。另外，由於生物降解型溶解（jiě）有機碳（BCOD）的減（jiǎn）少，改進了產水的生物穩定性。

       納濾技術能夠去（qù）除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此脫鹽是納濾技術應用*多的領域。膜法水處理技術在投資、操作和維（wéi）修及價格等方麵與常規的（de）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（quán）除去懸浮（fú）物和有機物、操（cāo）作簡便和占地（dì）省等（děng）優點，應用（yòng）實例較多。納（nà）濾可以（yǐ）直接（jiē）用（yòng）於地下水、地（dì）表水和廢水的軟化，還（hái）可以作（zuò）為反滲透（tòu）、太陽能光伏脫鹽裝置等的預處理。

       （2）納濾膜在海水淡化中的應（yīng）用：海水淡化是指將含鹽量為35000mg/L的海（hǎi）水淡化至500mg/L以（yǐ）下的飲用水（shuǐ）。

       （3）納濾膜在廢水處理（lǐ）中的應用：

       ①生活汙水：生活汙水一般用生物降解/化學氧化法（fǎ）結合處理，但氧化劑的用量太大，殘留（liú）物多，超濾出水水質可（kě）達到回（huí）用至賓館廁所（suǒ）衝洗、綠（lǜ）化等環節的用水要（yào）求，納濾出水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（děng）用水要求更高的（de）環節。

       ②紡（fǎng）織、印（yìn）染（rǎn）廢水：紡織（zhī）廢水中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（de）濃（nóng）度、壓力、總溶解性固（gù）體和無機鹽含量等對納濾膜截留（liú）性能都有可能造成影響。

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

       ④電鍍廢水：電鍍工（gōng）廠往往產生大量廢液，盡管采取酸化、化學無害化、沉降和分離汙（wū）泥等複雜處理步驟（zhòu），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（bái）和造（zào）紙等工序都需要大量（liàng）的（de）水。實現水（shuǐ）係統的(半)密（mì）閉循環是紙漿廠、造（zào）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（chǎn）水中還含有部分有色化（huà）合物（wù）、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（zhì）造包裝紙，不（bú）能用於更高級別紙的（de）生產（chǎn）。另外，該法不能減少無機鹽的含量。

       四、反滲透（RO）膜技術


       1、反（fǎn）滲透(RO)的原理

       反滲（shèn）透是一（yī）種以壓力為推動力的膜分（fèn）離過程（chéng）在使用中（zhōng）為產生反滲透壓需用水泵給含鹽（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（fǎn）滲透膜，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（shuǐ）處理中的應用

       （1）在水處理（lǐ）方麵的常規應用

       水是人們賴（lài）以生存和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）反滲透水處理（lǐ）裝置的（de）能力已達到每天數百萬（wàn）噸。

       （2）在城市汙水方麵的應用

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

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應用

       含重金屬離子（zǐ）廢水的常規處理方法都隻是一種汙染（rǎn）轉移，即將廢（fèi）水中溶（róng）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，而重金屬對（duì）地下水和地表水環境造成二次汙染的（de）危害依然長期存（cún）在（zài）。

       （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廢水，若直接（jiē）排（pái）入水體，會在水體表層產生油膜阻礙氧氣溶入（rù）水中從而致使（shǐ）水中缺氧、生物死亡、發出惡臭，嚴重汙染生態環境，利用膜處理技術（shù），油田采出水處理到（dào）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（jì）術

       1、各種滲（shèn）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，從膜的上遊傳向膜的下遊的過程。

       滲析是*早被發現並研究的膜分離技術，但因（yīn）為（wéi）受到本身體係的（de）限製，滲析過程進行（háng）緩（huǎn）慢，效率低（dī）下，滲析過程的選擇性（xìng）不高，因此滲析（xī）過程主要用於（yú）脫除含有多種溶質溶液中的低分子量（liàng）組分（fèn），如血（xuè）液滲析，即以滲析膜代替腎來去除尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸等（děng）有毒的低分子量組（zǔ）分，以緩解腎（shèn）衰竭和尿毒（dú）症患者的病（bìng）情。

       （2）電滲析（xī）：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，利用離子交換膜（mó）對溶液中的陰陽（yáng）離子（zǐ）的（de）選擇性，把電解質從溶液中分離（lí）出來，從（cóng）而實現溶液的濃縮、淡化、精製和提純。

       （3）倒極電滲析(EDR)：倒（dǎo）極電（diàn）滲析就是根據ED原理，每隔一定時間(一般（bān）為15～20min)，正負電極極性相互倒換，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長期穩定及（jí）淡水的水質水量。在20世紀80年代（dài）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，延（yán）長了（le）運行周期（qī）。EDR在廢水處理方麵尤其有獨到之處，其濃水循環、水回收率*高可達（dá）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（dài）替（tì）固態（tài）離子（zǐ）交換膜，其實驗模型就是用半透（tòu）玻璃（lí）紙將液膜溶液包製成薄層狀的隔板（bǎn），然後裝入電滲析器中運行。利用萃（cuì）取劑作液膜電滲析的液（yè）態膜，可能為濃縮（suō）和提取貴（guì）金（jīn）屬（shǔ）、重金屬、稀有金屬等找到高效的分離方法，因為尋找對某（mǒu）種形式離子具有特殊選擇性的（de）膜（mó）與提高電滲析（xī）的提取效率有（yǒu）關。提高電滲析的分離效率，直接與液（yè）膜結（jié）合（hé）起來是很有發展前途的。例如，固（gù）體離子交換（huàn）膜對鉑族金屬(鋨、釕等)的鹽溶液進（jìn）行電滲析時，會在膜上形成金屬二氧化物沉澱（diàn），這將引（yǐn）起膜的過早損耗，並破壞（huài）整個工藝過程（chéng），應用液膜則（zé）無此弊端。

       （5）填充床電滲析(EDI)：填（tián）充床電滲析(EDI)是（shì）將電滲析與離子交換（huàn）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（de）H+和OH-自動再生填充在電滲（shèn）析器淡水室中的混床離子交換樹脂，從而實現了持續深度脫鹽。它集中了（le）電滲析和離（lí）子交換法的優點（diǎn），提高（gāo）了（le）極限電流密度和電流效率。填充床電滲析（xī）技術具有（yǒu）高（gāo）度先進性和實（shí）用性，在（zài）電子（zǐ）、醫藥、能源等領域具有廣闊的應用前景，可望成為純（chún）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子交換複合膜（mó），它一般由（yóu）層壓在一起的陽離子交換膜（mó）組成，通過膜（mó）的水分子即刻分解成H+和OH-，可作為H+和OH-的供（gòng）應源。雙極（jí）性膜電滲析突出（chū）的優點是過程簡單，能效高，廢（fèi）物排（pái）放少。目前雙極（jí）性膜電滲析工藝的主要應用領域在酸堿製備。例如，用雙極性膜和陽膜配成的二室膜可以（yǐ）實現有機酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍（lóng）酸（suān）鈉等)的轉化，同時得到堿(NaOH)，但濃度(酸*大濃（nóng）度（dù）2mol·L-1，堿*大濃（nóng）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（tuō）硫、離子交換（huàn）樹（shù）脂再（zài）生、鉀（jiǎ）鈉的無機（jī）過程等。

       （7）無極水電滲析：無極水電滲析是傳統電滲析的一種改（gǎi）進形（xíng）式，它的主要特點是除去了傳統電滲析的極室和極水。例如在裝置的電極緊貼一層或多（duō）層離子交換膜，它們在（zài）電氣上都是相互聯（lián）接的，這樣既可以（yǐ）防止金屬離子進入離子交換膜，同時又防止極板結垢（gòu），延長電（diàn）極的使（shǐ）用壽命。由於取消了極（jí）室，無極水排放，大大提高了原水（shuǐ）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善，現裝置在（zài）運行方（fāng）式上（shàng）多采用頻繁倒極的形式。目（mù）前,無極水全自動控製電滲析器已在國內20個（gè）省、市使用，近來還遠銷東南亞。

       2、滲析膜的應（yīng）用

       （1）工業廢水處理

       電滲析可用於電鍍廢水、重金屬廢（fèi）水等的處理，提取廢（fèi）水中的金屬離子等，既能回收利用（yòng）水和有用資源，又減少（shǎo）了汙（wū）染排放。萬詩貴等自製離子膜電解槽研究（jiū）了銅生產過程中鈍化液處理（lǐ）的可行性，結果發現（xiàn），不僅可以回收其中的銅和鋅，而且（qiě）將（jiāng）Cr3+氧（yǎng）化成（chéng）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（zhōng）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的含量穩定提高到（dào）120g/L，與原來采用的單純熬鹽法相比，產量增加而成本（běn）降低（dī）。

       （3）食品工業

       在白酒生產中把握質（zhì）量*關鍵的一環是（shì）勾兌，而勾兌用水的質量（liàng）是很重要的，它不僅影響白（bái）酒的內在質量，還影響白酒的外（wài）觀質量，使用電滲析法處（chù）量勾兌用水，可使水質明（míng）顯改善，達到*標準。

       （4）生化行業

       采用高性能（néng）離子交換膜，應用電滲析（xī）脫鹽法，分離提（tí）純（chún）N-乙酰-L-半胱（guāng）氨酸，取得了較（jiào）為滿意的效果。根據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大豆（dòu）蛋白質的分離，其有有很多優點：整個生（shēng）產過程不需要添加酸和堿，資（zī）源可以循環利用，耗水少，分離出的蛋白質中鹽含量（liàng）明顯減少。

       六、正滲透(FO)技術

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能透過（guò）溶劑而不能透過溶質分子的（de）半透膜將溶劑（jì）和溶液隔開，溶劑分（fèn）子將（jiāng）在滲透（tòu）壓的作用下自（zì）發地從溶劑側透過膜進（jìn）入溶液側，這就（jiù）是滲透現象（xiàng），也即所謂的“正向滲透”。

       2、正（zhèng）滲透膜在（zài）水處理（lǐ）中的（de）應用

       （1）廢水處理

       關於FO在廢（fèi）水領域（yù）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（fèi）水的（de）濃縮、垃圾（jī）滲濾液的處理（lǐ）、生活汙水的處理、市政（zhèng）汙水（shuǐ）處理廠汙泥厭氧消解液的濃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，但其在預處理階段具有（yǒu）很高的脫鹽性能。

       近年來（lái）隨著FO工（gōng）藝的不斷發展，引起了很多學者的關注，將其與傳統的膜分離技術相結合，更是近幾年的研究熱點。

       （2）水質深（shēn）度淨化

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

       （3）海水淡（dàn）化（huà）

       在FO係統中，與RO相似，原料液中的水分子通過半透（tòu）膜滲透到膜的滲透側，將（jiāng）鹽溶液截留在膜的另一側（cè）。因此用（yòng）FO作（zuò）為海水淡化工藝和方法一直是研究人員（yuán）研究的重點，目前已有不少（shǎo）專利。