目前（qián）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（mù）前*上現有的（de）膜處理技術，詳細介紹（shào）各種膜（mó）技術的原因及應（yīng）用領域！

       一、微（wēi）濾（MF）膜技術


       1、微濾（MF）的基本原理

       微濾膜能截留0.1-1微米之間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性（xìng）固體（無機（jī）鹽）等通過，但會截留（liú）懸浮（fú）物，細（xì）菌，及大（dà）分（fèn）子量膠體等物質。微濾膜的運行壓力一般為：0.3-7bar。微濾膜過濾是*上開發應用*早的膜技術，以天然或（huò）人工合成（chéng）的（de）高分子（zǐ）化合物作（zuò）為膜材料。對微濾膜而言，其（qí）分離機理主要（yào）是篩分截留。

       2、微濾膜的應用

       （1）水處理行業：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（lù）清洗用（yòng）水終端處理；

       （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（kàng）菌素、血清（qīng）、血（xuè）漿蛋白質等多種（zhǒng）溶（róng）液中的菌體；

       （5）食品工業：飲料、酒類、醬油、醋（cù）等食（shí）品中的懸濁物、微生物和異味雜質、酵母和黴菌的去除，果汁的澄（chéng）清過濾。

       （6）化學工（gōng）業：各種化學品的過濾澄清。

       二、超濾（UF）膜技術


       1、超濾（UF）原理

       超濾（Ultra-filtration, UF）是一種能將溶（róng）液進行（háng）淨化和分離的膜分離技術。超濾膜係統是以超濾膜絲為過濾介質，膜（mó）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（如水分子）、無機（jī）鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸（xuán）浮物（wù）、膠體、蛋（dàn）白質和微生物等大（dà）分子物質截留，從而（ér）達到淨化和分離（lí）的目（mù）的。

       超濾過（guò）濾孔（kǒng）徑和截留分子量的範圍一直以來定義較為模糊，一（yī）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（wéi）1,000-300,000 Dalton。若過濾孔徑大於0.01微米，或截留分子量大於300,000 Dalton的微孔膜（mó）就應該定義為微（wēi）濾膜或精（jīng）濾膜。

       2、超濾膜的應用

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

       純（chún）水與超純水製備工藝中作為反（fǎn）滲透預處理以及超純水的終端處理；工業用水中（zhōng）用於分離細菌、熱（rè）源（yuán）、膠體、懸浮（fú）雜質及大分（fèn）子有機物；飲用水（shuǐ）、礦泉水淨化；發酵、酶製劑工業、製（zhì）藥工業的濃縮（suō）、純（chún）化與澄清；果汁濃縮、分離（lí）；大豆（dòu）、乳（rǔ）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（huó）汙水的淨化和回收；電泳（yǒng）漆的回收。

       超濾膜（mó）分離可取代傳統工藝（yì）中的自然沉降（jiàng），板框過濾，真空轉鼓（gǔ），離心分離，溶媒萃取，樹脂提（tí）純，活性炭脫色等工（gōng）藝過程。該過程為常溫（wēn）操作，無相態變化，不（bú）產生二次汙（wū）染。

       三、納濾（NF）膜技術


       1、納濾（NF）原理

       納濾（lǜ）（NF）是一種新型（xíng）分子級（jí）膜分離技術，是目前*膜分離領域研究的（de）熱點之一（yī）。NF膜孔徑在1nm以上，一般在1-2nm；對溶質的截留性能介於RO與UF膜之間；RO膜幾乎對所有的溶質都有很高的脫除率，但（dàn）NF膜（mó）隻對特定的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去除二價、三價（jià）離（lí）子，Mn≥200的有機物，以及微生物、膠體、熱源、病毒等。

       納（nà）濾膜的一個很大特征（zhēng）是膜本體帶有（yǒu）電荷，這是（shì）它在很低壓力下（僅0.5MPa）仍具有較（jiào）高脫鹽性能和截留分子量為（wéi）數百的膜也（yě）可脫除無機（jī）鹽（yán）的重要原因，也是NF運行（háng）成本較低的（de）主要原因。

       NF適合各種含鹽水源，水利用（yòng）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（mó）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（xiǎo），是飲用水製備和深度淨化（huà）的*選工藝（yì）。

       目前，大多數城市的給水水源均（jun1）受到不同程（chéng）度的汙染，而自來水廠的常規（guī）處（chù）理工藝對水中有機（jī）物去除率不高，當采用氯殺菌消毒時，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（jiū）表（biǎo）明：采用納濾係統後水中的DOC降低到（dào）平均0.7mgC/L，出（chū）水餘氯的含量由（yóu）0.35mg/L降到0.1mg/L，*終網線中三鹵甲烷（THMs）的形成比未采用納（nà）濾係（xì）統時減少了（le）50%。另外，由於生物降解型（xíng）溶解有機碳（BCOD）的減（jiǎn）少，改進了產水的生物穩定性。

       納濾技術能夠去除絕大部分的Ca、Mg等離子，因（yīn）此脫鹽是納濾技術應用*多的領域。膜（mó）法水處理技術在投資、操作和維修及價（jià）格等（děng）方麵（miàn）與常規的石灰軟化和離子交（jiāo）換過程相近，但具有無汙泥、不需再生、完全除去懸浮物（wù）和有機物、操作簡便和占地省等優點，應用實（shí）例較多。納濾（lǜ）可以直（zhí）接用（yòng）於地下水、地表水和廢（fèi）水的軟化（huà），還可以作為反滲透、太（tài）陽能光伏脫鹽裝置等的（de）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的海水淡化至500mg/L以下的（de）飲用水（shuǐ）。

       （3）納濾膜（mó）在（zài）廢（fèi）水處理中（zhōng）的應用：

       ①生活汙（wū）水：生活汙水一般用生物降解/化（huà）學氧（yǎng）化法結合（hé）處理，但氧化劑（jì）的用量太大（dà），殘（cán）留物多，超濾（lǜ）出水水質可達（dá）到回用至賓館廁所衝洗、綠化等（děng）環節的用水要求，納濾（lǜ）出水水質可達到生活飲用水衛生標準(GB5749.85)，可（kě）以回用至賓館洗衣、洗浴等用水要（yào）求更高的環節。

       ②紡織、印染廢水：紡（fǎng）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（de）濃度、壓力（lì）、總溶解性固體和無機鹽含量等對（duì）納濾膜（mó）截留性能都（dōu）有可能造成影響（xiǎng）。

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

       ④電鍍廢水（shuǐ）：電鍍工（gōng）廠往往產生大量廢液，盡管采取酸化、化學無害化、沉降和分離汙泥等複雜處理步驟，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、漂白和造紙等工序都需要大量（liàng）的（de）水。實現水（shuǐ）係統的(半)密閉循環是紙漿廠、造紙廠節約水（shuǐ）資源降低排放量的*佳途徑。傳統活性汙泥法的產水中還含有（yǒu）部分有色化合物、微生物、抗體和（hé）少量的生（shēng）物（wù）分解物，懸浮固體等，僅能被用於製造包裝紙，不能用於更高級別紙的生產。另外，該法不能減（jiǎn）少（shǎo）無機（jī）鹽的含（hán）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（tuī）動力的膜分離過程（chéng）在使用中為產生反滲透壓需用水泵給含（hán）鹽水溶液或廢水施加壓力以（yǐ）克（kè）服自然滲透壓及膜的阻力使水透過反滲（shèn）透膜（mó），將水（shuǐ）中溶解鹽或汙染雜質阻止在反滲（shèn）透膜的另一側。

       2、反滲（shèn）透膜在水處理中的應用

       （1）在水處理方麵的常規應用

       水是人們賴以生存和進行生產活動必不可少的（de）物質條（tiáo）件。由於（yú）淡水資源日益缺乏，*上反滲透水處理裝置的能力已達到每天數百（bǎi）萬噸。

       （2）在城市汙（wū）水方（fāng）麵的應（yīng）用

       目前，反（fǎn）滲透膜在城市汙水深度處理方麵（miàn）的應用尤其是汙水處理廠二級出水回用及中（zhōng）水回用（yòng）等，已受到高度重視。

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應用

       含重金屬離子廢水的常規處（chù）理方法都隻（zhī）是一（yī）種汙染（rǎn）轉移，即將（jiāng）廢水中溶解的重金（jīn）屬轉化成沉澱或更加易於（yú）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然長期存在。

       （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（yè）廢水，若直接排入水體（tǐ），會在（zài）水體表層產生（shēng）油膜阻礙氧（yǎng）氣溶入水中從而致使水（shuǐ）中缺氧、生物死亡、發出惡臭，嚴重汙染（rǎn）生態環境，利用膜處理技術，油田采（cǎi）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水。

       五、滲（shèn）析膜技術

       1、各種滲析（xī）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（yòng）下，從膜的上遊傳向膜的下遊的過程。

       滲析是*早被發現（xiàn）並研究的膜分離技術，但因為受到本身體係的限製，滲析過（guò）程進行緩慢，效率低下，滲析過程的選擇性不高，因此滲析過程主（zhǔ）要用於脫除含有多種溶（róng）質溶液中的低分子量組分，如血液滲析，即以滲（shèn）析膜代替腎來去除（chú）尿素、肌酸酐、磷酸（suān）鹽和尿酸（suān）等有毒的低分子量組分，以緩解腎衰竭和尿毒（dú）症患者的病情。

       （2）電滲析：電滲析(Electrodialysis，簡稱ED)是在直（zhí）流電場的作用下，以電位差為推（tuī）動（dòng）力，利用離子交換（huàn）膜對溶液中的陰陽離子的選擇性，把電解質從溶液（yè）中分離出（chū）來，從而實現溶液的濃縮、淡化、精製和提純。

       （3）倒極電滲析(EDR)：倒極電滲析就是根據ED原理（lǐ），每隔一（yī）定時間(一般為15～20min)，正負電極極性相互倒換，能自動清洗（xǐ）離子（zǐ）交換膜（mó）和電極表麵形成（chéng）的汙垢，以確保離子交換（huàn）膜工作效率的（de）長期穩定及淡水的水質水量。在20世紀（jì）80年代（dài）後期，倒極電滲析器的使用，大大提（tí）高了（le）電滲析操作電流和水回收率，延長了運行周（zhōu）期。EDR在廢水處理（lǐ）方麵尤其有獨（dú）到之處，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（xī）是用具有相同功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（yè）膜溶液包製成薄層狀的隔板，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（mó），可能為濃（nóng）縮和提（tí）取貴金屬、重金屬、稀有金屬等找到高效的分離方法（fǎ），因為（wéi）尋找對某種形（xíng）式離子具有（yǒu）特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率有關。提高電滲析的分離效率（lǜ），直接與液膜結合起來是很有發展前途的。例如（rú），固體離子交換膜對鉑族金屬（shǔ）(鋨、釕（liǎo）等)的鹽溶液進行電滲析時，會在膜上（shàng）形（xíng）成金（jīn）屬二氧化物沉澱，這將引（yǐn）起膜（mó）的過早損耗，並破壞整個（gè）工藝過程，應用液膜則無此弊端。

       （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一種新型水處理方法，它的*大特點是利用水解離產生的H+和OH-自動再生（shēng）填（tián）充在電滲析器淡水室中的混床離子交換（huàn）樹脂，從而實現了持續深度脫鹽。它集中了電滲析和離（lí）子交換法的優點，提高了（le）極限電流密度和電流效率。填充床電滲析技（jì）術具有高度先進性和實用性，在電子、醫藥、能源等領域具有廣闊的應用前景，可（kě）望成為純水製造的（de）主（zhǔ）流技術。

       （6）雙極性膜電滲析(EDMB)：雙極膜是一種新型離子（zǐ）交換複合膜，它（tā）一般由層壓在一起的陽（yáng）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OH-的（de）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（wù）排放少。目前雙極性膜電滲析工藝的主要（yào）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實現有（yǒu）機酸鹽(葡萄糖酸鈉、古（gǔ）龍酸鈉等)的（de）轉化，同時得到堿(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（kāi）發的應用領域還有廢氣脫硫、離子（zǐ）交（jiāo）換樹脂再生、鉀鈉的無機過程等。

       （7）無極水電（diàn）滲析（xī）：無極水電滲析是傳（chuán）統電滲析的一種改進形（xíng）式，它的主要特點是除去了傳統電滲析的極室和極（jí）水。例如在裝置的（de）電極緊貼一層（céng）或多層離（lí）子交（jiāo）換膜，它們在電（diàn）氣上都是相（xiàng）互聯接的，這樣既可以防止金屬離子進入離（lí）子交（jiāo）換膜，同時又防止極板（bǎn）結垢，延（yán）長電極的使（shǐ）用壽命。由（yóu）於（yú）取消了極室，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（nián）問世，在應用過程中（zhōng）技術（shù）不斷改（gǎi）善，現裝置在運行方式上多采用頻繁倒極的形式（shì）。目前,無極水全自動控製電滲（shèn）析器已在國內20個省、市使用，近（jìn）來還遠銷東南亞。

       2、滲（shèn）析膜的應（yīng）用

       （1）工（gōng）業廢（fèi）水處（chù）理

       電滲（shèn）析可用於電鍍廢水、重金屬廢水等的處理，提（tí）取廢水中的金屬離子等，既能回收（shōu）利（lì）用水和有用資源，又減少了汙染排放（fàng）。萬詩貴等自製（zhì）離子（zǐ）膜電解（jiě）槽研究了銅生（shēng）產過程中（zhōng）鈍化液處理的（de）可（kě）行性，結果發（fā）現，不僅可以回收其中的銅和鋅，而且將Cr3+氧化成Cr6+，再生了（le）鈍化液。電滲析法與離子交換法結（jié）合從酸洗廢（fèi）液中（zhōng）回收重（chóng）金屬和（hé）酸的工藝（yì）已在（zài）工業上（shàng）應用。

       （2）飲用水及過程水處理

       我國在西南地區采（cǎi）用電滲析法將鹽泉鹵水製鹽，使NaCl的含量穩定提高到120g/L，與原來（lái）采用的單（dān）純（chún）熬鹽法相比，產（chǎn）量增加而成本降低。

       （3）食品（pǐn）工業

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

       （4）生化行業

       采用高（gāo）性能離子交換膜，應用電滲析脫鹽法，分離提（tí）純N-乙（yǐ）酰-L-半胱氨酸，取得了較為滿（mǎn）意的效果。根據雙（shuāng）極性膜電滲析係統的特點，即雙極（jí）性（xìng）膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可以把（bǎ）雙極性（xìng）膜電滲析技術應用於大豆蛋白質的分離，其有有很多（duō）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（shuǐ）少（shǎo），分離出的（de）蛋白質（zhì）中鹽含量明顯減少。

       六、正滲透（tòu）(FO)技術

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻（zhī）能透過溶劑而不能透過溶（róng）質分子的半透膜將溶（róng）劑和溶液隔開，溶劑分（fèn）子將在滲透壓的作用下自發地從溶劑側透過膜進入溶液側，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（yú）FO在廢水領域的應用在許多文獻中均有報（bào）道，主要包（bāo）括早期高濃度工業廢水的（de）濃（nóng）縮、垃圾滲濾（lǜ）液的（de）處理（lǐ）、生活汙水的處理、市政汙水處（chù）理廠汙泥厭氧（yǎng）消（xiāo）解液的濃縮和空間站（zhàn）上直（zhí）接將汙水處理成飲用水的生命支持係統等。雖然這些研究中FO過程（chéng）不（bú）是終端工藝，但其在預處理階段具有很高的脫鹽（yán）性（xìng）能。

       近年來隨著FO工藝（yì）的（de）不斷發展，引起了（le）很多學者的關注，將其與傳統（tǒng）的膜分離技術相結（jié）合（hé），更是近幾年的研究熱點。

       （2）水質深度淨化

       隨著中水回用技術的發（fā）展，FO在飲用水淨化方麵目前應用*成功的應屬在空（kōng）間站中（zhōng）將產生的生活汙水直接處理成飲用水。

       （3）海水（shuǐ）淡化

       在FO係統中，與RO相似，原料液中的水分子通過半透膜滲（shèn）透（tòu）到膜的滲（shèn）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（yuán）研究的重點，目前已有不少（shǎo）專利。