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膜分离技术的环境工程发展前景

摘要:近几年我国在环境工程方面技术不断创新,出现了一种新的技术-膜分离技术,由于其效果强,治理水平高,使污染得到控制,对于可以利用的资源实现二次利用,对此本文将对其应用进行重点分析,对其发展前景进行阐述.

关键词:环境工程;水处理;膜分离技术;运用;研究分析

在环境工程中最为关键的组成部分就是分离处理,对此应着眼于不断地进行创新以及优化相关的技术,使其在应用中更加可靠以及高效.在环境工程中应用分离处理技术时,为了在运行的过程中使其水平得到提高就可以利用膜分离技术.

1膜分离技术概述

AbbeNollet,诺伦特是法国科学家,在1948年发现了膜分离的现象,通过水可扩散到醇溶液中,自由地进入猪的膀胱.在现代的膜工业的发展过程中,亚铁的氰化铜膜,在1864年,这是第一片的人造膜.在1960年,出现了第一张的醋酸纤维素膜.很多的学者一直致力于分离技术的研究,就发现了在处理污水的过程中,应用最为广泛的就是膜分离技术.目前在污水、生活水以及处理中,都在应用膜分离技术.(1)结合物理原理进行应用.在应用膜分离技术中因为具体的物理性质就是指几何形状、体积以及质量方面存在差距,对其利用膜具有的筛子性质实现了分离的效果,使其因为不同的粒径实现筛选、分离.(2)根据化学的性质进行分离.当膜中的混合物经过时,因为速度的不同就会使其分离.对此在速度的划分上有两种方式.第一,溶解速度,就是当混合物在经过膜表面时,会根据膜性质的不同,实现进入;第二,当其进入到膜中时,就会因为速度的不同而实现扩散,这就是所谓的扩散速度.对此利用两种方式,在利用分离技术的过程中,根据化学性质的不同,就可以确定溶解速度,同时因为物质相对分子质量的不同就会决定扩散速度的不同.

2膜分离技术在环境工程中的应用分析

2.1微滤技术

操作压力当小于0.2MPa时,就会利用微滤技术进行分离,当在膜分离中使用中,比较广泛的就是此技术,对其可以实现0.1至10μm的颗粒的过滤.其原理就是根据筛网进行过滤,其实并没有在此和其他的技术有不同.当在饮用水的处理中,因为其并不需要更多的面积,但是相对液体来说处理效果好,比较经济.当在城市的生活水处理中澄清过滤已经被此技术进行取代,可以实现进行连续性的工作,但是会出现非常大的冲动.虽然废水的类型不同,但是应用微过滤膜分离技术可以对其进行处理.使其在水里的悬浮物含量可以得到降低,就会在使用中使其水更为澄清,达到进行二次利用.全量过滤以及死端过滤是利用了方式差异,就进行了分类.其中死端过滤常常在分离中应用最为广泛,是因为实现了产量的最大化,而且并没有很大的能耗.所以当膜中的过滤层因为时间的推移,透过的量就会降低.提高透过量的方式就是清理滤饼.

2.2对超滤技术在环境工程中的具体应用进行分析

在环境工程中的实际应用中,除了微滤技术的使用,还可以通过利用超滤技术进行膜的分离.可以使其净化效果的最大化地实现.将其悬浮物以及颗粒机型去除.当工业在发展的过程中,此技术除了在环境工程中得到最大化的应用外,还可以在其他的行业中进行应用,如在汽车中,超滤技术将其应用在电泳涂漆废水中.对其金属离子可以得到很好的回收,而且可以得到很好地的净化,可以得到第二次的使用,将其经济效益得到最大程度的发挥.在以后的膜分离技术的发展中,还有很多重要的方面可以将其作为研究方向,而且在研究的过程中,可以利用此技术实现抗氧化的最大效果,而且耐高温也可以得到更好的发挥.

2.3对反渗透技术在环境工程中的具体应用进行分析

当处理工业的废水时,就会应用环境工程的反渗透技术,而且在垃圾渗滤液的处理过程中应用反渗透技术实现处理.在改善饮用水水质以及污水处理的过程中,可以应用.因为当相关的人员在处理废水的过程中,会有重金属以及氨氮等,而且浓度非常高,以前会利用活性污泥的方法进行处理,但是这种方法会出现很多的劣势,如必须通过很长的时间才能处理完,而且效果没有和人们预期的一样.但是利用反渗透技术就可以克服上述问题,使其效果得到很好的体现.但是也会有一定的问题,因为浓度差,以及会出现污染问题,所以在应用的过程中,就要将其具体问题进行分析.实现改善膜材料的方法,体现技术价值.

2.4纳滤

在环境过程中,因为需要进行分离,有些要求比较高,所以在净化的过程中就可以使用纳滤技术,而且和其他的技术相比较,其作用效果非常好.当对过滤物质进行处理时,纳滤技术就会利用压力的特点,实现非常好的效果.而且提高了过滤效果,在这个过程中就要对其压力机型设置,0.5-1.0兆帕.在过滤的实际应用过程中,因为对其离子具有很强的选择性,就可以实现对其理想离子的过滤效果,此技术可以应用在很多的地方,当遇到需要过滤的物质时就可以应用,可以对环境的保护有一定的促进作用.

2.5液膜

对于含有特定的有机物质或者物质离子的溶液,就可以采用液膜分离技术.当在废水中,当在液体的表面,会出现液膜,其实就是乳液的颗粒,就可以实现氨以及苯胺的去除,而且达到的效果就是清除率的提高,将近98%.而且对于液膜,和其他的固膜相比较,分离效率、选择性以及传质速度更快更高.当在处理废水的过程中、冶炼以及医药化工中应用过程中液膜分离技术可以得到很好的应用.当在回收二次应用物质的过程中,使其设备得到很好的应用.而且操作简单.所以在使用的过程中,应该将重点放在液膜稳定性上,实现快速破乳.

2.6集成膜技术

和传统的技术相比,集成膜就实现了对其传统的技术的改进,使其传统的技术可以得到更好的发挥,在膜技术的发展中,利用新型的膜技术实现了特点的发挥.而且在环境工程中利用最为广泛的是集成膜技术,如废水的处理中,就会得到更好的效果发挥,对于其有毒物质可以得到更好的清除,而且可以进行浓缩,进一步地实现净化处理,实现使用寿命的延长.

3膜分离技术在水处理环境工程中的应用

3.1饮用水净化膜分离技术

当对饮用水中悬浮物以及细菌等进行处理的过程中,可以得到更好的净化效果.当在净化的过程中,可以将其微滤膜以及超滤膜应用下过程中,对其微生物进行去除,如病毒、贾第虫、细菌以及隐孢子虫等,其中的胶体就可以通过表面的超滤膜进行去除,在水中的细菌得到去除.利用膜分离技术,就其他的饮用水净化技术相比较,因为没有其他试剂,所以净化的效果得到发挥.

3.2处理工业废水

膜分离技术主要用于深度处理以及回收废水的过程中,可以通过对膜分离技术的应用,使其废水得到处理.就可以利用超滤膜,应用在石化废水中,实现油的质量浓度的降低;在对染料废水进行处理的过程中,会发现因为生物降解性差以及含盐量高,就利用表面纳滤膜实现了染料废水的含盐度的降低;当利用膜分离技术进行造纸废水处理时,可以得到很好的处理效果,而且使其相关的回收率得到提高;当对有机废水进行处理时也可以利用膜分离技术,在废水含有重金属时也得到更为广泛的应用.实现了有用物质的回收,将其水中的溶盐进行去除.总之,在其中的应用更为广泛.

3.3海水及苦咸水淡化

为了实现淡水的获得,在处理的过程中就可以对苦咸水以及海水进行淡化,所以在膜技术的发展中,进行淡化的过程中应用可以将其目前的水资源短缺问题得到缓解,在其中的方式中,膜蒸馏、反渗透以及电渗析就是三种方法.其中利用电渗析的方式,虽然可以将其进行淡化的效果,但是使用的频率比较低,因为会在能耗上需要更多;但是利用反渗透的方式,不仅对咸淡水的处理效果较好而且成本比较低,实现了分离目的;利用膜蒸馏工艺,其实就是利用膜技术以及蒸馏的技术,因为两边的蒸汽压具有压差,就会使其料液中挥发性的组分通过蒸气透过膜孔,实现分离.

4膜分离技术的发展前景

人们的生活水平已经随着我国的综合国力的增强越来越高,将更多的关注点放在了对身体的健康以及生活环境的重视.而且因为环境的恶化,对其环境也有了更高的要求.对此在探索的路上,对其新技术进行创新已经是一个趋势,实现高品质以及零污染的目的效果,对此利用膜分离技术就实现了效率高、耗能少而且没有污染等.在人们的生活以及生产中,因为周围环境的变化,带来更多的环境问题,对此在对废水处理的过程中就会利用膜分离技术,比如微滤、超过滤以及反渗透等分离技术,实现了分离的目的,而且实现了二次使用以及资源的再次应用,对我国的可持续发展具有促进作用.在我国利用膜分离技术虽然不是非常成熟,但是相信在未来的发展会更好.所以一方面我国要实现经济的提高,而且对其环境也要重视,一定要进行两者的协调发展.

5结束语

综上所述,膜分离技术在环境工程中,实现了非常大的作用,而且当其应用在其他的项目中,也会实现非常大的效果.在最后的分离效果比较中,此技术具有众多的优势,适用性比较强,与其他分离技术相比,它具有更广泛的适用性和更大的影响力.未来还有待进一步研究,对其目前的存在问题进行解决.

参考文献:

〔1〕辛银平,李双凌,周记玲.膜分离技术在环境工程中的应用[J].环境与发展,2017,29(06):128+130.

〔2〕刘刚,王平丽.水处理环境工程中膜分离技术的应用[J].山东工业技术,2017(11):119.

〔3〕李钢,沈文涛.膜分离技术在环境工程中的应用分析[J].智能城市,2017,3(04):214.

〔4〕王翦.膜分离技术在环境工程中的应用现状及发展前景[J].农村经济与科技,2017,28(02):7+10.

〔5〕聂冬,金明姬,董微巍,周善英.高级氧化法在水处理领域中的应用研究[J].延边大学农学学报,2014(02):179-185.

作者:李彩霞 单位:延安大学

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