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，本文總結目前*上（shàng）現有的膜處理技術，詳細（xì）介紹各種膜技術的原因及應用領域（yù）！

       一、微濾（lǜ）（MF）膜技術


       1、微濾（MF）的基本原理

       微（wēi）濾膜能（néng）截留（liú）0.1-1微米之間的顆（kē）粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體（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（wù）質（zhì）。微濾膜的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是*上（shàng）開發應用*早的膜技術，以天然或人工（gōng）合成的高分子化合物作為膜材料。對微濾膜而言（yán），其分離機理主要是（shì）篩分截留。

       2、微濾膜的應用

       （1）水處理行（háng）業：水中懸浮（fú）物，微小粒子和細菌的去除；

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

       （3）製藥行業：醫用（yòng）純水除菌、除熱原，藥（yào）物（wù）除菌；

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

       （5）食品工業：飲料、酒類、醬油、醋等（děng）食品中（zhōng）的懸濁物（wù）、微生物和異味雜質、酵母和黴菌的去除（chú），果汁的澄清過濾（lǜ）。

       （6）化（huà）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（yuán）理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶液進行淨化和分離的膜分離技術。超濾膜係（xì）統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動（dòng）力的溶液分離裝置。超濾膜（mó）隻允許溶液（yè）中的溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子有機物透（tòu）過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白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。

       超濾過濾孔徑和截（jié）留分子量（liàng）的範圍（wéi）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。嚴格意義上來說超濾膜的過濾孔徑為0.001-0.01微（wēi）米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若（ruò）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膜或精濾膜。

       2、超（chāo）濾膜的（de）應用

       超濾（lǜ）膜的應用範圍極其廣泛，基本上涉及過濾的行業都可以用到過濾（lǜ）設備，基本過濾的行業如（rú）下：

       純水與超純水製（zhì）備工藝中作為反滲（shèn）透（tòu）預（yù）處理以及超純（chún）水的終端處理（lǐ）；工業用水中用於（yú）分（fèn）離（lí）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、純化與澄清；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製糖工業（yè）、酒類、茶汁、醋等的分離、濃縮與澄清；工業廢水（shuǐ）與生活汙水的淨化和回收；電泳漆的回收（shōu）。

       超濾膜分離可取代傳（chuán）統工（gōng）藝中的自然沉降，板框過濾，真空轉鼓，離心分離，溶媒萃（cuì）取，樹脂提純，活性炭脫色等工藝過程（chéng）。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（lǜ）（NF）原理

       納濾（lǜ）（NF）是（shì）一種新型分（fèn）子級膜分離技術，是（shì）目前*膜分（fèn）離領域研究的熱點之一。NF膜孔（kǒng）徑在1nm以上，一般在1-2nm；對溶質的截留性能介於RO與UF膜（mó）之間；RO膜幾乎對所有的溶質都有很高的脫除率，但NF膜隻對特定的（de）溶（róng）質具（jù）有高脫除率。NF膜能夠去除（chú）二價、三價離子，Mn≥200的有機物，以及微生物、膠體、熱（rè）源、病毒等。

       納濾（lǜ）膜的一個很大特征是膜本體帶（dài）有電荷（hé），這是它在很低壓力下（xià）（僅0.5MPa）仍具（jù）有較高脫鹽（yán）性能和（hé）截留分（fèn）子量為數百的膜也可脫除（chú）無機鹽的重（chóng）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（bān）為75%~85%，海水（shuǐ）淡化時在30%~50%，沒有（yǒu）酸堿廢水排放。

       2、納濾膜在水處理中的應用

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

       目前，大多數城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（chú）率不高，當采用氯殺菌消毒時（shí），氯又會與（yǔ）水中的有機物會生成（chéng）鹵代副產物。Peltier等4年的跟蹤研究表明：采用納濾係統後水中的（de）DOC降低到平均0.7mgC/L，出水餘氯的（de）含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，*終網（wǎng）線中三鹵甲烷（THMs）的形成比未采（cǎi）用納濾係統時減少了50%。另外，由於生物降解型溶解有機碳（BCOD）的減少，改（gǎi）進了產水的生物穩定性。

       納濾技術能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因此脫鹽是納濾技（jì）術應用*多的領域（yù）。膜法水處（chù）理（lǐ）技術在投資、操作和維修及（jí）價格等（děng）方麵與常規的石灰（huī）軟化和離子交換過程相近，但具有無（wú）汙泥、不需再生（shēng）、完全除去懸浮（fú）物和有機物、操作簡便和占地省等優點，應用（yòng）實例較多（duō）。納濾可以直接用於地下水、地表水和（hé）廢水的軟化（huà），還可以作為反滲透、太陽能光伏（fú）脫鹽裝置等的預處理。

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

       （3）納濾膜在廢水處理中的應用：

       ①生活汙水：生活汙水（shuǐ）一般用生物降（jiàng）解/化學氧化法結合處理（lǐ），但氧化劑的用（yòng）量太（tài）大，殘（cán）留物多，超濾出水水質可達到回用至賓館廁所衝（chōng）洗、綠化等環節（jiē）的用水（shuǐ）要求（qiú），納濾出水水質可達到生活（huó）飲用水衛生標準(GB5749.85)，可以（yǐ）回（huí）用至賓館洗衣、洗浴等用水要（yào）求更高的（de）環節。

       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（tǐ）和（hé）無機鹽（yán）含量等對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（fèi）水：電鍍工（gōng）廠往（wǎng）往產生大（dà）量廢液，盡（jìn）管采（cǎi）取酸（suān）化、化學無害（hài）化、沉降和分離汙泥等複雜處理步驟，產水含鹽（yán）量高，不能重新回用。

       ⑤造紙廢（fèi）水：在紙漿和造紙業中，勻漿、漂白和造紙（zhǐ）等工序都需要大量的水。實現水（shuǐ）係（xì）統的(半)密閉循環是紙漿廠、造紙廠節（jiē）約水資源降低排放量的*佳途徑。傳統活性汙泥法的產水中（zhōng）還含有部分有色化合物、微生物、抗體和少量（liàng）的生物（wù）分（fèn）解物，懸浮固體等（děng），僅能被用於製（zhì）造包裝紙，不（bú）能用（yòng）於更高級別紙（zhǐ）的（de）生產。另外，該法不能減少無機鹽的含量。

       四、反滲透（RO）膜技術


       1、反滲透(RO)的原理

       反滲（shèn）透是一種（zhǒng）以壓力為推動力的（de）膜分離過（guò）程（chéng）在使用中為產生反滲透壓（yā）需用水（shuǐ）泵給含鹽水溶（róng）液或廢水施加（jiā）壓力（lì）以克服自然滲透壓及膜的阻力使水透過反滲透膜，將水（shuǐ）中溶解鹽或汙染（rǎn）雜質阻止（zhǐ）在反滲透（tòu）膜（mó）的另一側。

       2、反滲透膜（mó）在水（shuǐ）處理中的應用

       （1）在水處理（lǐ）方麵的常規應用

       水是人們賴以（yǐ）生存和進行生產活動必不可少的（de）物質條件。由於淡水資（zī）源日益缺乏，*上反滲透水處理（lǐ）裝置的能力已（yǐ）達到（dào）每天數百（bǎi）萬（wàn）噸（dūn）。

       （2）在城市汙水方麵（miàn）的（de）應用

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

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應用

       含重金屬（shǔ）離子廢水的常規處（chù）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（chéng）沉澱或更加易於處理的形式，其*終處置常（cháng）常（cháng）是進行（háng）填埋，而重金（jīn）屬對地下水和地表水環境造（zào）成二次汙染的危害（hài）依然長期存在。

       （4）在含油廢（fèi）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）排入水體，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，嚴重汙（wū）染生態環境，利用膜處理技（jì）術，油田采出水處理到鍋爐用水水質，於是處理後的水回（huí）用於電站鍋爐（lú）給水。

       五、滲析膜技術

       1、各種滲析膜技術原理

       （1）滲（shèn）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（de）下遊的過程。

       滲析是*早被發現並研究的膜分離技術，但因為受到本（běn）身（shēn）體係的（de）限製，滲析過程（chéng）進行緩慢，效率低下，滲析過程（chéng）的選擇性不高，因此（cǐ）滲析過程主要（yào）用於脫除含有多種溶質溶液（yè）中（zhōng）的低（dī）分子量（liàng）組分，如血液滲析，即以滲析膜代替腎來去除尿素、肌酸酐、磷（lín）酸鹽和尿酸等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒症患者的（de）病情。

       （2）電滲（shèn）析：電滲析(Electrodialysis，簡稱（chēng）ED)是在（zài）直流電場的作（zuò）用下，以電位差為推動力，利（lì）用（yòng）離子交（jiāo）換膜對溶液中的陰陽離（lí）子的選擇性，把電解（jiě）質從溶液中分離出來，從而（ér）實現溶液的（de）濃縮、淡化、精（jīng）製和提純。

       （3）倒極電滲析(EDR)：倒極電（diàn）滲析就是根據ED原理，每隔一定時間(一般為15～20min)，正負（fù）電極極性相互（hù）倒換，能自動清洗離子交（jiāo）換膜和電極（jí）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（gāo）了電滲析操作電流（liú）和水回收率，延長了運行周期。EDR在廢水處理方麵尤其有（yǒu）獨到之處（chù），其濃水循環、水回收率*高可達95%。

       （4）液膜電滲析(EDLM)：液膜電滲析是用具有相同功（gōng）能的液態膜代替固態離子交換膜，其實驗模型就是用半透（tòu）玻璃紙將液膜溶液包（bāo）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（suō）和提取貴金屬、重（chóng）金屬、稀有金屬等找到高（gāo）效的分離（lí）方法，因為尋找對某種形式離子具有特殊選擇性的膜與提（tí）高電滲析的提取效率有關。提高電滲析的分離效（xiào）率，直接與液膜結合起來（lái）是很有發展前途的。例如，固體（tǐ）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（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（gè）工藝過程，應用液（yè）膜則無此弊端。

       （5）填充床電滲析(EDI)：填充床電滲析(EDI)是將電滲析與離子交換法結合起來的（de）一種新型水處理方法，它的*大特（tè）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（dàn）水室中的（de）混床離子交換樹脂，從而實（shí）現了持續深度脫鹽。它集中（zhōng）了電滲析和離子交換法的優點，提高了極限電流密度和電流效率。填充床電滲析技術具有高（gāo）度先進性和實用性，在電子、醫藥、能源等領域具有廣闊的應用前景（jǐng），可望成為純水製造的主流技術。

       （6）雙極性膜電滲析（xī）(EDMB)：雙極膜是一種新型離子（zǐ）交換複（fù）合（hé）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（kě）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，能效高，廢物排放少。目前雙（shuāng）極性（xìng）膜電滲析工藝的主要應（yīng）用領域在酸堿製備。例如，用雙極性膜和陽膜配成的二室（shì）膜可以實現有機酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉等)的轉化，同（tóng）時得到堿(NaOH)，但濃度(酸*大濃度2mol·L-1，堿*大濃度6mol·L-1)和純度（dù）兩方麵都受到限製。現在開發的應用領（lǐng）域還有廢氣脫硫、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（diàn）滲析是傳統電滲析（xī）的一種改進形式，它的主（zhǔ）要特點是除去了傳統電（diàn）滲析的極室和極水。例如在裝置的電極（jí）緊貼（tiē）一層或多層離子交換膜，它們（men）在電氣上都是相互聯接的，這樣既（jì）可以防（fáng）止金屬離子進入離子交換（huàn）膜，同時又防止極板結垢（gòu），延長電極的使用壽命。由於取消了極室，無極水排放，大大提高了原水的利用率。無（wú）極水電滲析於1991年問世，在應用（yòng）過程中技術不斷改善，現裝置在運行方式上多采用頻繁倒極的形式。目前,無極（jí）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（nán）亞。

       2、滲析膜的（de）應用

       （1）工業廢水處理

       電滲（shèn）析可用於電鍍廢水、重金屬廢水等的處理，提取廢水中的金屬離子等，既能回收利用水和有用資源（yuán），又減少了汙染排（pái）放。萬詩貴等自製離子膜電解槽研究了銅生（shēng）產過程中鈍化液處理的可行性，結果發現，不僅可以回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+，再生了鈍（dùn）化液。電滲析法與離子交換法結（jié）合從酸洗廢液中回收重（chóng）金屬和酸的工藝已在工業上應用。

       （2）飲用水及過（guò）程水處理

       我國（guó）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120g/L，與（yǔ）原來采（cǎi）用（yòng）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，而勾兌用水的質量是很（hěn）重要的，它不僅影響（xiǎng）白酒的內在質量，還影響白酒的外觀（guān）質量，使用電滲析法處量勾（gōu）兌用水，可（kě）使水質明（míng）顯改善（shàn），達到*標準（zhǔn）。

       （4）生化行業

       采用高性能離子交換膜，應用電滲析脫鹽法，分離提純N-乙酰-L-半胱（guāng）氨酸，取得了較為滿意的效果。根據雙極性膜電滲析係（xì）統的（de）特點，即雙極性（xìng）膜（mó）的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可以把雙極性膜電滲（shèn）析技術應用於大豆蛋白質的分離，其有有很多優點：整個生產過程（chéng）不需（xū）要添加酸和堿，資源可以循環利用，耗水（shuǐ）少，分離（lí）出（chū）的蛋白質（zhì）中鹽含（hán）量明顯減少。

       六、正滲透(FO)技術

       1、正滲（shèn）透(FO)的原理

       用隻能透過溶（róng）劑而不能透過溶質分子的半透膜（mó）將溶劑和溶液（yè）隔開，溶劑分子將在滲透壓的作用下（xià）自發地從溶劑側（cè）透過（guò）膜進（jìn）入（rù）溶液側（cè），這就（jiù）是滲透現象，也即所謂的“正向滲透”。

       2、正滲透膜在水處理中（zhōng）的應用

       （1）廢水處理

       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業廢水的濃縮、垃圾滲濾液的處理、生活（huó）汙水的處理、市政汙水處理廠汙泥厭氧消解液的濃（nóng）縮和（hé）空間站上直接將汙水處理成飲用水的生命支（zhī）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。

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

       （2）水（shuǐ）質深度（dù）淨化

       隨著中水回用技術的發展，FO在飲用水淨化方麵目前應用*成（chéng）功的應屬在（zài）空間站中將產生的生活汙水直接（jiē）處理成（chéng）飲用水。

       （3）海水淡（dàn）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（dào）膜的滲透側，將鹽溶液（yè）截留在膜的另一側。因此（cǐ）用（yòng）FO作為海水淡化工藝和方法一直（zhí）是（shì）研究人員研究的重點（diǎn），目前已有不少專利。