目前（qián）膜技術（shù）作為一（yī）個（gè）古老但是新興的技術，技術（shù）開發越來越深入，應用範圍越來越廣泛，本文總結目前*上現（xiàn）有的膜處理技術（shù），詳細介（jiè）紹各（gè）種膜（mó）技術的原因及應用（yòng）領域！

       一、微濾（MF）膜技術


       1、微濾（lǜ）（MF）的基本原理

       微濾膜（mó）能截留0.1-1微米之間的顆粒。微濾（lǜ）膜允許大分子（zǐ）和溶解性固體（無機鹽）等通過，但會截留懸浮物，細菌，及大分子量膠體等物質。微濾（lǜ）膜的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是*上開（kāi）發應用*早的膜技術，以天然（rán）或人（rén）工合成的高分子化合物作為膜材（cái）料。對微濾膜（mó）而言，其分離機理主（zhǔ）要是篩分截留（liú）。

       2、微濾膜（mó）的應用

       （1）水（shuǐ）處理行業：水中（zhōng）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、集成電路清洗用水終（zhōng）端處理；

       （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（sù）、血清、血（xuè）漿（jiāng）蛋（dàn）白質等多種溶液中的菌體；

       （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（hé）異味雜質、酵母和黴菌的去除，果汁的澄清（qīng）過濾。

       （6）化學工（gōng）業：各（gè）種化學（xué）品的過濾澄清。

       二、超濾（UF）膜（mó）技術


       1、超濾（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶液進行（háng）淨化和分離的膜分離技術。超濾膜係統是（shì）以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動（dòng）力的溶液分（fèn）離裝置。超濾膜隻允許溶液中的溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子有（yǒu）機物透過，而（ér）將溶液中的懸（xuán）浮物（wù）、膠體、蛋白質和微（wēi）生物等大分子物質截留，從而達到淨化和分離的目的。

       超濾過濾孔徑和截（jié）留分子量的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，截留分子量（Molecular weigh cut-off, MWCO）為1,000-1,000,000 Dalton。嚴格意（yì）義上來說超濾膜的（de）過濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大於0.01微米，或截留分（fèn）子量大（dà）於300,000 Dalton的微孔膜就應（yīng）該定義為微濾膜或精濾（lǜ）膜。

       2、超（chāo）濾膜的應用（yòng）

       超（chāo）濾膜的應用範圍極其廣泛，基本上涉及過（guò）濾的（de）行業都可以（yǐ）用到過濾設（shè）備，基本過濾的行業如（rú）下：

       純水與超純水製備工（gōng）藝中作為反（fǎn）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（yuán）、膠體、懸浮雜質（zhì）及（jí）大（dà）分子有機物（wù）；飲（yǐn）用（yòng）水、礦泉水淨化；發酵、酶（méi）製劑工業、製藥工業的濃縮、純化（huà）與澄清；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製糖工（gōng）業、酒類、茶汁、醋等的分離、濃縮與澄清；工業廢水與（yǔ）生（shēng）活汙水的（de）淨化和回收；電泳漆的回收。

       超濾膜分離（lí）可取代傳統工藝中的自然沉降，板框過濾，真空轉鼓，離心分離（lí），溶媒萃取，樹脂提純，活性炭（tàn）脫色等工藝過程。該過程為常溫操（cāo）作，無相（xiàng）態變化，不產生（shēng）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（mù）前*膜分離領域研究的熱點之一（yī）。NF膜孔徑在1nm以上，一般在1-2nm；對（duì）溶質的截留性能介於RO與UF膜之間（jiān）；RO膜幾乎對所有的溶（róng）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膜能夠去除二價、三價離（lí）子，Mn≥200的有（yǒu）機物，以及微生物、膠體、熱源、病（bìng）毒等。

       納濾膜的一個很大特（tè）征是膜本體帶有電荷，這（zhè）是它在很（hěn）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（chóng）要原因，也是（shì）NF運行成本較低（dī）的主要原（yuán）因。

       NF適合各種含（hán）鹽（yán）水源，水（shuǐ）利（lì）用率一般為75%~85%，海水淡化時在（zài）30%~50%，沒（méi）有酸堿廢水排放。

       2、納（nà）濾（lǜ）膜在水處（chù）理中的應用

       （1）納濾膜在飲用水（shuǐ）中的應用：納濾操作壓力小，是飲用水製備和深度淨（jìng）化的*選工（gōng）藝。

       目前，大多數城（chéng）市的給水水源均受到不同程度（dù）的汙染，而自來水廠的常規處理（lǐ）工藝對水中有機物去除率不高（gāo），當（dāng）采用氯殺菌消（xiāo）毒時，氯又會與水中的有機物會（huì）生成鹵（lǔ）代副產（chǎn）物（wù）。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，出水餘氯的含量由（yóu）0.35mg/L降到（dào）0.1mg/L，*終網線中三鹵甲（jiǎ）烷（THMs）的形成比未采用納（nà）濾係統時減少了50%。另外，由（yóu）於生物降（jiàng）解型溶解有機碳（BCOD）的減少（shǎo），改（gǎi）進了產水（shuǐ）的生物穩定性。

       納濾技術能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此脫（tuō）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（hé）維修及價格等方麵與（yǔ）常規的石灰軟化和離（lí）子交換過程相近，但（dàn）具有無汙泥、不需再生、完全（quán）除去懸浮物和有機物、操作簡便和占（zhàn）地省等優（yōu）點，應用實例較多。納濾可以直接用於地下水、地表水和廢水的軟化，還可以作為反滲（shèn）透、太陽能光伏脫鹽裝置等的預處理。

       （2）納濾膜在（zài）海水淡化中的（de）應（yīng）用：海水（shuǐ）淡化是指將含鹽（yán）量為35000mg/L的（de）海水（shuǐ）淡化至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：生活汙水一般用生物（wù）降解/化（huà）學（xué）氧化法（fǎ）結合處理，但氧化劑的用量（liàng）太大，殘留物多，超濾出水水質可達到回用至賓館廁所衝洗、綠化等環節的用水（shuǐ）要求，納濾出水水（shuǐ）質可達到生活飲用水衛（wèi）生標（biāo）準(GB5749.85)，可以回用至賓（bīn）館洗（xǐ）衣、洗浴等用水要求更高的環（huán）節。

       ②紡織、印（yìn）染廢水：紡織（zhī）廢水中（zhōng）含有的染料很難用生物的方（fāng）法去除，而酸（suān）性、活性、直接和分（fèn）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納濾膜（mó）截留性（xìng）能都有可能造成影（yǐng）響。

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

       ④電鍍廢水：電鍍工廠往往產生（shēng）大量廢液，盡管采取（qǔ）酸化、化學（xué）無害化、沉降和分離汙泥（ní）等（děng）複雜處理（lǐ）步驟，產水含鹽量高，不（bú）能重新（xīn）回用。

       ⑤造紙廢水（shuǐ）：在紙漿和造紙業中，勻漿、漂（piāo）白和造紙等工序（xù）都需（xū）要大量的水。實現水係（xì）統的(半)密閉循環是紙（zhǐ）漿廠、造紙廠節約（yuē）水（shuǐ）資源降低（dī）排（pái）放量的*佳途徑。傳統活性（xìng）汙泥法的（de）產水中還含有部分（fèn）有色（sè）化合物、微生物、抗體和少量的生物分解物，懸（xuán）浮固體等，僅能被用於（yú）製造包裝紙，不能用於更高級別紙（zhǐ）的生產。另外，該法不能減少無機鹽的含量。

       四、反滲（shèn）透（RO）膜技術


       1、反滲透(RO)的原理

       反滲透是一（yī）種以壓力為推動力的膜分離過程在使用中為產生反滲透壓需用（yòng）水泵給含鹽水溶液或廢水施加壓（yā）力以克服自然滲透壓及膜的阻力使（shǐ）水透過反滲透膜，將水中溶解鹽或汙（wū）染雜質阻（zǔ）止在反滲透膜的另一（yī）側。

       2、反滲透（tòu）膜在水處理中的應用

       （1）在水處理方麵的（de）常規應（yīng）用

       水是人們賴以（yǐ）生存和進行生產活動必不可少的物質條件（jiàn）。由於淡水資源日益缺乏，*上反滲透水處理裝置的能力已達（dá）到（dào）每天數百萬噸。

       （2）在城市汙水方麵的應用（yòng）

       目前，反滲透膜在城市汙（wū）水深度處理方麵的應用（yòng）尤其是汙（wū）水處理廠二級出水（shuǐ）回（huí）用及中水回用等，已受到高（gāo）度（dù）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（yī）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（jiā）易於處理的形式，其*終處置常常是進行填埋，而重金屬對地下水和地表水環境造成二次汙染的危害依（yī）然長期存在。

       （4）在含（hán）油廢水方麵的應用

       含油廢水是一種量大麵廣的工業廢水，若直接排入水體（tǐ），會在水體表層產生油膜阻礙氧氣溶入水中從而致使水中缺氧、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（chū）水處理到鍋爐用水水質，於是處理後的水回用（yòng）於電站鍋爐給水（shuǐ）。

       五、滲析膜技術

       1、各（gè）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，從膜的上遊傳向膜的下遊的過程。

       滲（shèn）析是*早被發現並研究的膜分離技術，但因為受到（dào）本身體（tǐ）係的限製，滲（shèn）析過程進行緩（huǎn）慢，效率低下，滲析過程的選擇性不高，因此（cǐ）滲析過程主要用於脫除含有多種溶質溶液中的（de）低分子量組分，如血（xuè）液滲析，即以滲（shèn）析膜代替腎（shèn）來去除尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿酸（suān）等有毒的低分子量組（zǔ）分，以緩解（jiě）腎衰竭和尿毒症（zhèng）患（huàn）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，利用離子交換膜對溶液中的陰陽離子的選擇性，把電解質從溶液中分離（lí）出來，從而實現（xiàn）溶（róng）液的濃縮、淡化、精製和提純（chún）。

       （3）倒極電（diàn）滲析(EDR)：倒極電滲（shèn）析就是根據ED原理，每隔一定時間(一般為15～20min)，正負電極極性相互倒（dǎo）換，能自動清洗離（lí）子交換（huàn）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）長期穩（wěn）定及淡水的水質水量。在20世紀80年代後期，倒極電滲（shèn）析器的使用（yòng），大大提（tí）高了電滲析操作電流和水回收率，延長了運行周期。EDR在廢水處（chù）理方麵尤其有獨到之處，其濃水循環、水回收率*高可達95%。

       （4）液膜（mó）電滲析(EDLM)：液膜電滲析是（shì）用具有相同（tóng）功能（néng）的液態膜代替固態離子交換膜，其實驗模型就是用半透玻璃紙將液膜溶液包製成薄層狀的隔板，然後裝入電滲析器（qì）中運行。利用萃取劑作液膜電滲（shèn）析的液態膜，可能為濃縮和提取貴金屬、重金屬、稀有金屬（shǔ）等找到（dào）高效的分離（lí）方法，因為尋找對某種（zhǒng）形式離子具有（yǒu）特殊選擇性的膜與提高電滲析的（de）提取效率有（yǒu）關（guān）。提高電滲析的分離效率，直接與液膜結合起來是很有發展前（qián）途的。例（lì）如，固體離子交換膜對鉑族金（jīn）屬(鋨、釕（liǎo）等)的鹽溶液進行（háng）電滲析時，會在膜上（shàng）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（gōng）藝過程（chéng），應用液膜則無此弊端。

       （5）填充（chōng）床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是（shì）將（jiāng）電滲析與離子交換法結合（hé）起來的一種新型水（shuǐ）處理方法（fǎ），它的*大特點是利用水解離產生的H+和OH-自動（dòng）再生填充在（zài）電滲析器淡水室（shì）中的混床離子交換（huàn）樹脂，從而實（shí）現了持續深（shēn）度脫鹽。它集中了電（diàn）滲析和離子交（jiāo）換法的優點，提高了極限電流密度和電流效率。填充床（chuáng）電滲析技術具（jù）有高度先進性和實用（yòng）性（xìng），在電子、醫藥、能源等領域（yù）具（jù）有廣闊（kuò）的應用前景，可望成為純水製造的主流技術。

       （6）雙極性膜電（diàn）滲析(EDMB)：雙極（jí）膜是一種新型離（lí）子交換複合膜，它一般由層壓在一起的陽離子交換膜組成，通過膜的水分子即刻分解成H+和OH-，可作為H+和（hé）OH-的供（gòng）應源。雙（shuāng）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（shǎo）。目前雙極性膜電滲析工藝的主要應用領（lǐng）域（yù）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（lóng）酸（suān）鈉等)的轉化，同時得到堿(NaOH)，但濃度(酸*大濃（nóng）度2mol·L-1，堿*大濃度6mol·L-1)和純度兩方（fāng）麵都受到限製。現在開發的應用領域還有廢（fèi）氣脫硫、離子交換樹脂再生、鉀鈉的無機過程等。

       （7）無極水電滲析：無極水電滲析是傳統電滲析的一種改進形式，它（tā）的主（zhǔ）要特點是（shì）除去了傳統電滲析的（de）極室和極水。例如在裝置的電極緊（jǐn）貼一層或多層離子交換膜，它們（men）在電氣上都是相互聯接的（de），這（zhè）樣既可以防止金屬離子進入離（lí）子交換膜，同時又防止極板結（jié）垢，延長電極的（de）使（shǐ）用壽命（mìng）。由於取消（xiāo）了極室，無極（jí）水排放，大（dà）大提高了原水的利用（yòng）率。無極水電（diàn）滲析於1991年問世，在應（yīng）用過程中（zhōng）技（jì）術不（bú）斷改（gǎi）善，現裝置在運行方式上多采用頻繁倒極的形式。目前（qián）,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（xī）膜的應用

       （1）工業廢水處（chù）理

       電滲析可用於電鍍廢水（shuǐ）、重金屬廢水等的處理，提取廢水中的金屬離子等，既（jì）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（zhì）離子（zǐ）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（yǐ）回收其中的銅（tóng）和鋅，而且（qiě）將Cr3+氧（yǎng）化成Cr6+，再生了鈍化液。電滲析法與離子交（jiāo）換法結合從酸洗廢液中回（huí）收重金（jīn）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（nán）地區采用電（diàn）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（lái）采用的單純熬鹽法（fǎ）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*關鍵的一環是勾兌，而勾兌用（yòng）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，使用電滲析法處量勾兌用水，可使水質明顯改善，達到*標準。

       （4）生化行業

       采（cǎi）用高性能離子交換膜，應用（yòng）電（diàn）滲析脫鹽法，分離提純N-乙酰-L-半胱（guāng）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，即雙極性膜的陽膜析出H+，陰（yīn）膜析出OH－，可以把雙極性膜電滲（shèn）析技術應用於大豆蛋白（bái）質的分離，其有有很多優點：整（zhěng）個生（shēng）產過程不需要添加酸和堿，資源可以循環利用，耗水少（shǎo），分（fèn）離出的蛋白（bái）質中（zhōng）鹽含量明顯減（jiǎn）少。

       六、正滲透(FO)技術（shù）

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能透過溶劑而不能透過溶（róng）質分子的半透膜將溶劑和溶液隔開，溶劑分子（zǐ）將在滲透（tòu）壓的作用（yòng）下（xià）自發地從溶劑側透過（guò）膜進入溶液側，這就是滲透現象，也即所謂的“正向滲透”。

       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（yīng）用在許多文（wén）獻中均有報道，主要（yào）包括早期高濃（nóng）度工業廢水的濃縮、垃（lā）圾滲濾液的處理、生活汙水的處理、市政汙水處理廠汙泥厭氧消解（jiě）液的濃縮和空間站上直接將汙水處理成飲用（yòng）水的生命支持係統（tǒng）等。雖然這些研究中FO過程不（bú）是終端（duān）工藝，但其在預處理階段具有很高的脫鹽性能。

       近年來隨（suí）著FO工（gōng）藝的（de）不斷發展，引起（qǐ）了很多學者的關注，將其與傳統的（de）膜分離技術相結合，更（gèng）是近幾年的（de）研（yán）究熱點。

       （2）水質深（shēn）度（dù）淨化

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

       （3）海水淡化

       在FO係（xì）統中，與RO相似，原料液中（zhōng）的水分子通過（guò）半透膜滲透到膜的（de）滲透側，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方法一直是研究人員研究的重點，目前已有不少專利。