膜分离技术在 饮用水处理方面的应用

21世纪，环境污染是人类共同面临的问题，特别是与人们生活密切相关的水污染问题，生产过程中产生的废弃物、生活污水、生活垃圾等都会以不同的方式污染水体。而我国人均水资源量少，存在严重的水资源危机。为了有效应对这一问题，相关部门和工作人员可以在饮用水处理方面合理应用发展前景广阔的膜分离技术，这种饮用水处理技术具有占地面积小、自动控制、出水水质高等优点。

一、膜分离技术概述

1.膜分离技术的产生。近几年，很多城市存在十分严重的水资源短缺问题，而伴随着经济发展速度的加快，人們的生活品位日渐提升，对于水污染的重视程度也不断提升，对饮用水水质提出了更加严格的要求。很多传统、常规的饮用水处理工艺具有明显的局限性，操作流程复杂、投资过高，而且往往只能去除水中少量的有机污染物，不能保证饮用水的安全。膜分离技术作为一种新型的水分离技术，起源于20世纪30年代，于60年代得到广泛应用，在水资源可持续利用方面发挥着积极作用，是21世纪最科学的水处理技术之一。

2.膜分离技术的基本原理。天然或合成膜是膜分离技术的核心，具有很强的渗透性，利用外部能量或化学位差作为重要驱动力，分离、纯化和富集多组分或双组分溶质，最后分离具有不同化学或物理特性的混合物。

二、膜分离技术在

饮用水处理方面的应用策略

1.在净化饮用水方面的应用。在净化饮用水的过程中，不仅要除去常见的污染物，包括有机物、无机盐等，还要彻底去除水中产生的化学物质和微生物，因为这些物质一旦进入人体将会产生疾病，比如伤寒、痢疾、霍乱等，严重影响人类的身体健康。膜分离技术可以通过控制膜表面间隙的大小来确定膜的类型，进而有效去除水中所含的病菌，还可以降低饮用水的色度和浊度，提高饮用水的质量。膜分离技术不需要在原有的水体中添加化学剂，给原有水体带来的影响并不大，还会大大降低水处理的成本支出，比较适用于规模较大的饮用水处理系统。

膜分离技术可以有效解决传统的饮用水处理工艺面临的诸多问题，有效消除水中的消毒副产物，因此在饮用水处理中得到了广泛的应用。特别是以纳滤膜为核心的处理工艺除杂率强、操作压力低，在供水行业具有明显的优势。例如，某城市水厂的取水量受到海水入侵的影响，原有水体中的氯化物指标提高，导致水中氯化物超出规定的标准，特别是在咸潮时期，市民家中的自来水会明显发咸。为了保证供水水质的安全性，该城市水厂升级改造了现有的处理工艺，以纳滤膜为核心，去除水中的微小颗粒，确保工厂水中氯化物含量及各项指标均达到居民饮用水标准。可见，膜分离技术以提高水资源利用质量为基础，优化了水厂水的品质，为居民用水安全提供了必要的保障。

2.在海水淡化中的应用。在很多沿海城市，海水都是必不可少的水资源。海水中包含大量的微溶无机盐离子，其中包括镁、钙离子等无机离子，如果使用一般的方法是无法有效去除的。为此，相关部门和工作人员需要进行海水淡化，而反渗透是海水淡化项目中极具竞争力的技术。在反渗透海水淡化项目中，使用膜分离技术并添加适量的阻垢剂、酸，可以有效去除水中的碳酸根。现阶段，这种方法已经被广泛应用到沿海缺水城市的饮用水处理和海水淡化中。

例如，某沿海城市在建设海水淡化厂之前，需要定期使用补给船为岛上居民提供饮用水，但是通过这种方式运输的水量是有限的，因此很多居民主要的生活用水是降水，居民会将雨水存储到自建的雨水窖中。为了有效改变这一现状，相关部门和工作人员使用反渗透技术淡化海水，通过建设海水淡化厂，每天可产出大量有品质保障的用水，而且该厂占地面积小、工程量小、自动化水平高，可以满足岛上居民的生活用水需求。在实际的海水淡化过程中，工作人员将海水输入到电解机中，随后出水进入到沉淀池，经过科学的过滤，最后成为海水淡化膜系统的进水。采用反渗透海水淡化膜分离设备进行海水淡化，科学淡化后产生的饮用水可用于岛上居民的生产生活，浓缩后的海水则直接排入大海。

3.在果汁饮料工业中的应用。现阶段，膜分离技术是一种应用范围广、规模大的技术，并被广泛应用到饮料加工水处理中。砂糖是果汁饮料的重要组成部分，其中包含色素、蛋白等杂质，会直接影响调制饮料的口感，采用膜过滤技术就可以很好地解决这个问题。

三、膜污染与膜清洁技术

膜污染是指原水体经过膜表面的过程中，水体中的杂质、分子物质等与膜发生反应并停留在膜的表面，这样会大大降低分离效果，影响水质。膜污染的原因有很多，分离出的物质被截留后被膜体吸收、截留浓度增加而降低膜通量等，都会降低膜的质量和效率。在这种情况下，做好膜清洁工作是十分必要的，经常使用的清洁技术主要分为物理、化学、生物三种。

1.物理清洁方法。物理清洗方法包括反压清洗和低压高流速清洗，其工作原理是用处理过的水清洗膜表面，有效去除膜上的污染物质。但这种清洗方法不能有效去除膜中残留的化学物质，不适合长期使用后的分离膜清洗，因此有必要采用生物清洗和化学清洗相结合的方法。

2.化学清洁方法。从超滤膜的角度来讲，化学清洗方法常用的药剂有酸、碱等，这些物质能够与膜上残留的化学物质发生反应，使这些化学物质从膜表面分离，从而使膜恢复到原来的分离效果。在使用清洁药剂之前，相关部门和工作人员要明确哪些物质应该去除，并在此基础上选择合适的药剂，防止由于药剂不合理而改变膜的结构，给膜带来损伤。

3.生物清洁方法。生物清洗方法主要分为两种，一是利用微生物和其他生物活性物质在膜表面发生反应，有效去除膜表面的污染物;二是在膜表面固定生物制剂，这种生物制剂会与被分离的物质产生物理反应，改变其生物性质和化学性质，使其无法在膜表面停留，增强膜的抗污染能力。这两种方法的原理不同，但是产生的效果符合相关标准和要求，有利于降低运行成本支出。

四、结语

膜分离技术具有诸多优势，是有关部门和科研人员的研究重点。随着人们环保意识的提高，膜分离技术得到进一步发展，且与不同水质需求相符，被广泛应用到多个领域，例如有效处理饮用水、淡化海水资源等，有利于提升饮用水品质，更好地保障人们饮水安全。

作者简介：徐子义（1987-），男，汉族，安徽阜阳人，硕士研究生，工程师，研究方向为生态环境工程与咨询。