目前膜技術作為（wéi）一個古老但是新興的技術，技（jì）術開發越來越深入（rù），應用範圍越來越廣泛，本文總結目前*上現有的膜處理技術，詳（xiáng）細介紹各種膜技術的原因及應用領域！

       一、微濾（MF）膜技術


       1、微濾（MF）的基本原（yuán）理

       微濾膜能截留0.1-1微米之間的顆粒。微濾膜允（yǔn）許大分子和溶（róng）解性固體（tǐ）（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（zǎo）的膜技（jì）術，以天然或人工合成（chéng）的高分子化合物作為膜材料。對微濾膜而言，其分離（lí）機理主要是篩分截留。

       2、微濾膜（mó）的應用

       （1）水處理行業：水中懸浮物，微小粒子和細菌的（de）去除；

       （2）電（diàn）子（zǐ）工業：半導體工業超純水、集成電路清洗用水終端處理；

       （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（yè）、抗菌素、血清、血漿蛋白質等多種溶液中的菌體；

       （5）食品工業（yè）：飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質、酵母和黴菌的去除，果汁的（de）澄清過（guò）濾。

       （6）化學工業：各種化學品的（de）過濾澄清。

       二、超濾（UF）膜技術


       1、超濾（UF）原理

       超（chāo）濾（Ultra-filtration, UF）是一種（zhǒng）能將（jiāng）溶液進行（háng）淨化和分離的（de）膜分離技術。超濾膜係統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜隻允許溶（róng）液中的溶劑（如水分子（zǐ））、無機鹽及小分子有（yǒu）機物透過，而將溶液中的懸浮（fú）物、膠體、蛋白質和微生物等（děng）大分子物質截留，從而達到（dào）淨化（huà）和（hé）分離的目的。

       超濾過濾孔徑（jìng）和截留（liú）分子量的範圍一（yī）直以來（lái）定義較為模糊，一般認為超濾膜（mó）的過（guò）濾孔徑為0.001-0.1微米，截（jié）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微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過濾（lǜ）孔徑大於0.01微米，或截留分子量大於300,000 Dalton的（de）微孔膜就應該定義為微濾膜或精濾膜。

       2、超濾膜的應用

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

       純水與超純（chún）水製備工藝中作為反滲透預處理以及超純水的終端處理；工業用（yòng）水中用於分離細菌、熱（rè）源、膠體、懸浮雜質及大分子有機物；飲用水、礦泉水淨（jìng）化；發酵、酶（méi）製劑工業、製（zhì）藥工業（yè）的濃縮、純化與澄清；果汁濃縮、分離；大豆、乳品、製糖工業、酒類、茶汁、醋等（děng）的分離、濃縮與澄清；工業廢（fèi）水與生活汙水的淨化和回收；電泳漆的回收。

       超濾膜分離可取代（dài）傳統工藝中的自然（rán）沉降，板框過濾，真空轉鼓，離（lí）心分離，溶媒萃取，樹脂提純，活性炭脫色等工（gōng）藝過程。該過程為常溫操（cāo）作，無相態變化，不產生二次汙染。

       三、納濾（NF）膜技術


       1、納濾（NF）原理

       納濾（NF）是一種新型分子級膜分離技術，是目前*膜分離領域研究的熱點之一。NF膜孔徑（jìng）在1nm以上，一般在1-2nm；對溶質的截留性能（néng）介於RO與UF膜之（zhī）間；RO膜幾乎對所有的（de）溶質都有很高（gāo）的脫除率，但NF膜隻對特（tè）定（dìng）的溶質具有高脫除率。NF膜能夠去除二價（jià）、三價離子，Mn≥200的有機物，以及微生物、膠（jiāo）體（tǐ）、熱源、病毒等。

       納濾膜的一個很大特征是膜本（běn）體帶有電荷，這是它在很低壓力下（僅0.5MPa）仍具有較高脫鹽性能和（hé）截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因，也是NF運行成本較低的（de）主要原因。

       NF適合各種含（hán）鹽（yán）水源（yuán），水利用率一般為75%~85%，海（hǎi）水淡化時在30%~50%，沒有酸堿（jiǎn）廢水排放。

       2、納濾膜在（zài）水處理中的應用

       （1）納濾膜在飲用水中（zhōng）的應用：納濾操作壓力（lì）小，是飲（yǐn）用水（shuǐ）製備（bèi）和深度淨化的*選工藝。

       目前，大多數城（chéng）市的給水水（shuǐ）源均受到不同程度的汙染，而自（zì）來水（shuǐ）廠的常規處理工（gōng）藝（yì）對水中有機物去除率不高，當采用氯殺菌消毒（dú）時，氯又會與水中的有機物會生成鹵代副產物。Peltier等4年的跟蹤研究（jiū）表（biǎo）明：采用納濾係統後水中的（de）DOC降低到平均0.7mgC/L，出水餘氯的含量（liàng）由0.35mg/L降到0.1mg/L，*終網線中三鹵甲烷（THMs）的形成比未采用納濾係統時減少了50%。另外，由於生物降解型（xíng）溶解有機碳（BCOD）的減少，改進了產水的生物（wù）穩定性。

       納（nà）濾技術能夠去除絕大（dà）部分的Ca、Mg等離子，因此脫鹽（yán）是納濾技術應用*多（duō）的領域。膜法水處理技術在投資、操作和維修及價格等方麵與常規的石灰（huī）軟化和離子交（jiāo）換過程相近（jìn），但具有無汙泥、不需再生、完全除去懸浮物和有機物、操作（zuò）簡便和占地省等優點，應用實例（lì）較多。納（nà）濾可以直接用於地下（xià）水、地表水（shuǐ）和廢水的軟化，還可以作為反（fǎn）滲透、太陽能光伏脫鹽裝置等（děng）的預處理。

       （2）納濾（lǜ）膜在海水淡化中的應（yīng）用：海水淡化是指將含鹽量（liàng）為35000mg/L的海水（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（wū）水（shuǐ）一般用（yòng）生物降解/化學氧化法結合處理，但氧化劑的用量太大，殘留物多，超濾出水水質可達到回用至賓館廁所衝洗、綠化等環節的用水要求，納濾出水水質可達到生活（huó）飲用水衛（wèi）生標準(GB5749.85)，可以回用至（zhì）賓館洗衣、洗浴等（děng）用水要求更（gèng）高的環節。

       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（xìng）、活性、直接和分（fèn）散染料水溶液的濃度、壓力、總溶解（jiě）性固體（tǐ）和無機鹽含（hán）量等對納濾膜截留性能（néng）都有可能造成影響。

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

       ④電（diàn）鍍（dù）廢水：電（diàn）鍍工廠往（wǎng）往產生（shēng）大量廢液，盡（jìn）管（guǎn）采（cǎi）取酸化、化學無害化、沉降和分離汙泥等複雜處理步驟，產（chǎn）水含鹽量高（gāo），不能重新（xīn）回用。

       ⑤造（zào）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的水。實現水（shuǐ）係統的(半)密（mì）閉循環是紙漿廠、造紙廠節約水資源降低排放量的*佳途徑。傳統活性汙泥法的產水中還含有部（bù）分有色化合（hé）物、微（wēi）生物、抗體和少量的生物分解物，懸浮固體等，僅能被用於製造包裝（zhuāng）紙（zhǐ），不能用於更高級別紙的生產。另外，該法不能（néng）減少無機鹽的含量。

       四、反滲透（RO）膜技術


       1、反滲（shèn）透(RO)的原理

       反滲透是一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（yā）需用水（shuǐ）泵（bèng）給含鹽水溶液或廢水施（shī）加壓力以克服自然滲透壓及膜（mó）的阻（zǔ）力使水透過反滲透膜，將水中溶解鹽或汙（wū）染雜質（zhì）阻止在反滲透膜的另一側（cè）。

       2、反滲透膜在水處理中的應用（yòng）

       （1）在水處理方麵（miàn）的常規應（yīng）用

       水是人們賴以生（shēng）存和進行生產活動必不可少的物質條件。由於淡水資源日（rì）益缺乏，*上反滲（shèn）透水處理裝置的能力已達到每天數百萬噸。

       （2）在（zài）城市汙（wū）水方麵（miàn）的應用

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

       （3）在重金屬廢水處理方麵的應用

       含重（chóng）金屬離子廢水的（de）常規處理方法都隻是一種汙染轉（zhuǎn）移，即將（jiāng）廢水中溶解的重金屬轉化成沉澱或（huò）更加易於處理的形式，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然長期存在。

       （4）在含油廢水方麵的應用

       含油廢水是（shì）一種量大麵廣的工業（yè）廢水（shuǐ），若直（zhí）接排入水體，會在水體表層（céng）產生（shēng）油（yóu）膜阻（zǔ）礙氧氣溶入水中從而致使（shǐ）水中缺氧、生物（wù）死亡、發出惡臭，嚴重汙染生態（tài）環境（jìng），利用膜處理技術，油田采出水處理到鍋爐用水水質，於是處理後（hòu）的水回用於電站鍋爐給水。

       五、滲析膜技術

       1、各種滲（shèn）析膜（mó）技術原（yuán）理

       （1）滲析：滲析(Dialysis，簡稱（chēng）D)是（shì）溶質在（zài）自身的濃度梯度作用下，從膜的上遊（yóu）傳向膜的下遊的過程。

       滲析是*早被發現並研究的膜分離技術，但因為受到本身體係的限製（zhì），滲析過（guò）程（chéng）進行緩慢，效（xiào）率低下，滲（shèn）析過程的（de）選擇性不高（gāo），因此滲析過程主要（yào）用於脫除含（hán）有多種溶質（zhì）溶液中的低分子量組分，如血液滲析（xī），即以（yǐ）滲析膜代替腎來去除尿素、肌酸酐、磷酸鹽和尿（niào）酸等有毒的低分子量組（zǔ）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)是在直流電場的作用下，以電位差為推（tuī）動力，利用離子交換膜對溶液中的陰陽離子的選（xuǎn）擇性，把電解質（zhì）從溶液中分離出來，從而實現溶液的濃縮（suō）、淡化、精製和提（tí）純。

       （3）倒極（jí）電滲析(EDR)：倒極電滲析就是根據ED原理，每隔一定時間(一般為15～20min)，正負電極極性相互倒換，能自動清洗離子交換膜和電極表麵形成的汙垢，以確保離子交換（huàn）膜工作效率的長期（qī）穩定及淡水的水質水量。在20世紀（jì）80年代後期，倒極電滲析器的使用，大大提高了電滲析操作電流和水回收率，延長了運（yùn）行（háng）周期。EDR在廢水處理方麵尤其有獨到之處，其濃水循環（huán）、水回收率*高可達（dá）95%。

       （4）液膜電滲析(EDLM)：液（yè）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玻璃紙將液膜溶液包製成薄層狀的隔板，然（rán）後裝入電滲析器中運行（háng）。利用萃（cuì）取劑作液膜電滲析的液態膜，可能為濃縮和提（tí）取（qǔ）貴金屬、重（chóng）金屬、稀有金屬等找到高效（xiào）的分離方法，因為尋找對某種形式（shì）離子具有特殊選擇性的膜與提高電滲析的提取效率（lǜ）有關。提高電滲析的分離效率，直接與液膜結合（hé）起（qǐ）來是很有發展前途的。例如，固體（tǐ）離子交換膜對鉑族金屬(鋨、釕等)的鹽（yán）溶液（yè）進（jìn）行電滲析（xī）時，會在膜上（shàng）形成金屬二氧化物沉澱，這將引起膜的過（guò）早損耗，並破壞整個工藝過程，應用液膜則無此弊（bì）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（lái）的一種新型水處理方法，它（tā）的*大特點是利用水解（jiě）離產生的H+和OH-自動再生填充在電滲析器淡水室中（zhōng）的混床離子交（jiāo）換樹脂，從而（ér）實現了持續深度脫鹽。它集中了電滲析和離子交換法的優點，提高了極限電流密度（dù）和（hé）電流效率。填（tián）充床電滲析技術具有高度先進（jìn）性和（hé）實用性（xìng），在電子、醫藥、能源（yuán）等（děng）領域具有廣（guǎng）闊的應（yīng）用前景，可望成為純水製造的主流技術。

       （6）雙極（jí）性膜電滲析（xī）(EDMB)：雙極膜是一種新型離（lí）子（zǐ）交換複合膜，它一般由（yóu）層壓在一起的陽離子（zǐ）交換膜組（zǔ）成（chéng），通過膜的水分子即刻分（fèn）解成H+和OH-，可作為H+和OH-的供應源。雙極性膜電滲析突出的優點是過（guò）程簡單，能效高，廢（fèi）物（wù）排放少。目前雙極性膜電滲析工（gōng）藝的主要應用領域在酸堿製備。例如，用（yòng）雙極性膜和陽膜配成的二室膜可（kě）以實現有機酸鹽(葡萄糖酸鈉、古龍酸鈉（nà）等)的轉化，同（tóng）時得到（dào）堿(NaOH)，但濃度(酸*大濃度2mol·L-1，堿*大濃度6mol·L-1)和純度兩方麵都受到限（xiàn）製。現在開發的應用領域還有廢氣脫硫、離（lí）子交換樹脂再生、鉀鈉的無機過程等。

       （7）無（wú）極水電滲析：無極水（shuǐ）電滲析是傳統電（diàn）滲（shèn）析的一種改（gǎi）進形式，它（tā）的主要特點是除去了傳統（tǒng）電滲析的極（jí）室和極水。例如在裝置的電極（jí）緊貼一層或多層離子交換膜，它們在電氣上都（dōu）是相互聯接的，這樣既可以防止金屬離（lí）子（zǐ）進入離子交（jiāo）換膜，同（tóng）時又（yòu）防止極板結垢，延長電極的使用（yòng）壽命。由於取消了極室，無極水排放，大大提高了原水的利（lì）用（yòng）率。無極水電滲析（xī）於1991年問世，在應用過程中技術不斷改善，現裝置在運行（háng）方式上多采（cǎi）用頻繁倒極的形式。目前,無極水全自動（dòng）控製電滲析器已在國內20個省、市使用（yòng），近來還（hái）遠銷東南亞。

       2、滲析膜的應用

       （1）工業廢水處理

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

       （2）飲用水及過程水（shuǐ）處理

       我國在西南（nán）地區采用電（diàn）滲析法將（jiāng）鹽泉鹵水製鹽，使NaCl的含量穩定提高到120g/L，與原來（lái）采用的單純熬鹽（yán）法相比，產量增加而（ér）成本降（jiàng）低。

       （3）食品工業

       在白酒生產中把（bǎ）握質量*關鍵的一環是勾兌，而勾兌用水的質量是很重要（yào）的，它不僅影響白酒的（de）內在質量，還影響白酒（jiǔ）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-半胱氨酸，取得了（le）較（jiào）為滿意的效果。根據（jù）雙極性膜（mó）電滲析係統的特點，即雙極性膜的陽膜析出H+，陰膜析出OH－，可以把（bǎ）雙極性膜電滲（shèn）析（xī）技術應用於大豆蛋白質的分離，其有有（yǒu）很多（duō）優點：整個生（shēng）產過程不需要添加（jiā）酸和堿，資源可（kě）以（yǐ）循環利用（yòng），耗水少，分離出的蛋白質中鹽含量明顯減少。

       六、正（zhèng）滲透(FO)技術

       1、正滲透(FO)的原理

       用隻能透過溶劑而不能透過溶質分子的半（bàn）透膜將溶劑和溶液（yè）隔（gé）開，溶（róng）劑分子將在滲透壓的作用下（xià）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（zài）水處理（lǐ）中的應用

       （1）廢水處理

       關於FO在廢（fèi）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、生活汙水的處理、市政（zhèng）汙（wū）水處理廠汙泥（ní）厭氧消解液的濃縮（suō）和空間站上直接將（jiāng）汙水處（chù）理成飲用水（shuǐ）的生命支持係統等。雖然這些研究中FO過程不是終端工藝（yì），但其在預處理階段具有很高的（de）脫鹽性（xìng）能。

       近年來隨著FO工藝的不（bú）斷發展，引起了（le）很多學者的關注，將其與傳統的膜分離技術相結合，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展，FO在飲用水（shuǐ）淨化方麵目前應用*成功的應屬在（zài）空間站中將產生（shēng）的生（shēng）活（huó）汙水直接處理成飲（yǐn）用水。

       （3）海水淡化（huà）

       在FO係統中，與RO相似，原料液中的水分子通過半（bàn）透膜滲透到膜的滲透側，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（hé）方法（fǎ）一直是研究人員研究的重點，目前已有不（bú）少專利。