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摘 要：进入新时期后，人们对饮用水洁净程度提出了更高要求，因此，需要寻找更加高效的给水处理技术。现阶段，出现了越来越多的水处理技术，不同技术具有各自的优缺点。相较于传统处理技术，膜处理技术具有一系列优势，不仅可以有效处理水的副产物，还可以融入到水体净化系统中。本文简要分析了给水处理中膜处理的应用，希望能够提供一些有价值的参考意见。
关键词：给水处理 膜处理 应用
膜处理是将膜本种分子级别的过滤作用介质利用起来，在与溶液与气体发生接触时，受到电场、压力作用，借助于温度调节控制，有机分离拦截这些物质，以便分离不同的溶液。在水溶液中运用膜处理技术，具备一定的透分子膜能力，借助于外力，可以有效分离水溶液，促使水质得到有效提升。水处理的膜技术主要有：反渗透（RO）膜技术、纳滤（NF）、微滤（MF）、超滤（UF）、电渗析（ED）以及双极膜（BPM）技术等。
一、膜处理技术的基本特点与原理
1.膜处理技术的特点。一般情况下，与传统工艺设备相比，膜处理过程不需要较高成本，且能够有效节约能源；在常温下就可以开展膜分子处理工作，能够有效适应不同的室外环境，废水中有害物质的处理效果得到提升。且膜处理技术属于物理过滤的范畴，不会有副产品产生，技术操作工序比较简单，维护、分散隔离效果明显，不需要较大的占地面积，有较高的处理效率。
2.膜处理技术的基本原理。因为选择透过特性是膜处理技术的特点，可以有效过滤混合物，将不同膜处理运用过来，能够将差异化的物质保留下来。需要充分考虑物理性质大小、体积、几何形状及质量等因素，对膜分离孔径有机确定，去除掉固体杂质。结合混合物化学成分的差异，对膜处理效率科学分析，有效控制膜处理扩散速度；越短的膜处理时间，就会有越慢的速度和越长的透过时间。
二、膜处理工艺流程
现阶段，通常情况下，会采取三种膜分离工艺流程，分别为原水-膜分离-消毒-出水、原水-混凝-膜分离-消毒-出水、原水-混凝-粉末活性炭-膜分离-消毒-出水。其中，第一种流程最为简单，将膜分离的特点充分体现出来，广泛运用到水厂当中。以日本为例，膜分离水厂基本将本流程运用过来，实践中发现本种流程具有较大的膜过滤阻力和较短的过滤周期，容易污染到膜，且不能够高效去除掉水中溶解性有机物。而流程二则是在膜过滤前，将混凝剂投加后，混凝能够用松散的絮凝体来改变水中存在的悬浮颗粒与胶体，促使膜过滤阻力得到降低，還能够将一部分有机物去除掉。而流程三则是将混凝剂和粉末活性炭添加过来，可以促使过滤阻力得到降低，有机物也可以得到有效去除。从本质上来讲，后两种流程工艺其实属于吸附与膜分离处理工艺，将膜分离、粉末活性炭吸附优势充分结合起来，水中有机物被混凝剂、粉末活性炭所吸附，而超滤膜则可以从水中分离混凝形成的矾花及粉末活性炭。
三、给水处理中膜处理的应用
1.膜过滤。膜作为分界面，有效分开两个界面，且对其他物质的传送有效阻止。具体来讲，在推动力作用下，经过多孔介质的孔道，向另一侧流动悬浮液中的流体，截留颗粒，分离操作流体与颗粒。在诸多的领域中都可以运用膜，如海水生产饮用水、过滤工业用水污染物、过滤生活饮用水及生活废水中的杂质等。因为膜分离过程不发生相变化，所以其能耗低，其中以反渗透耗能最低，这对于克服国家的能源危机有相当的意义。膜分离过程的不同，过滤物质的大小也存在着差异，如微滤、超滤、反渗透等。颗粒分离可以采取微滤技术，高分子分离则可以采用超滤技术，离子物质的分离则借助于反渗透技术来实现，超滤和微滤对地下水和地表水处理都很适用。
2.排斥作用。很多因素都会决定到膜去除生物、非生物胶质效果，如薄膜孔的大小等。而膜孔大小也是给水处理中最主要的部分，因此，要控制微生物有机体大于膜孔的直径，滤网保留与吸附分离是微粒去除的主要机制。其中，滤网保留中，颗粒渗入的阻挡主要由多孔介质实现，在薄膜表面吸附颗粒，且过滤实施过程中，不断增加厚度；此外，在膜孔内也吸附颗粒。实践研究表明，膜能够有效去除掉生物胶质，且不需要考虑孔径与膜孔的大小。只要构建良好的环境，就可以去除掉所有颗粒，且能够通过改变酸碱值来营造良好环境。PH值较高的话，乳胶颗粒的抑制反应减少。PH的主要功能是促使有电荷屏障形成于表面，通过改变PH值，发挥电荷作用的排斥效果，有机去除掉杂质。其中，膜负载决定着细微颗粒之间的排斥反应，越多的负载，就会减弱其排斥力，此外，颗粒大小、膜厚度等因素也发挥着重要作用。
3.膜去除微生物的能力。除了微生物特性影响到微生物去除过程之外，对净化程度的需求也需要纳入考虑范围。要想提升水体质量，一般采取加热、化学净化或者过滤等方法。前两种技术能够将水中的细菌杀死，但是其中的微生物却无法消除。而通过膜处理技术的运用，则能够有效去除微生物。有专家曾经做过这样的实验研究，借助于多孔纤维素醋酸盐薄膜来对大肠杆菌进行消除，以便提升水质质量。调查研究发现，一般的供给水中，每毫升具有1000-10000个左右的大肠杆菌，而通过膜处理技术的运用，则可以显著减少大肠杆菌数量，每100毫升的水中只有3个左右。还有专家则将工业装置中的微滤膜运用过来，对大肠杆菌、乳酸杆菌进行去除，实验结果表明，相较于平时操作环境，可以有效减少大肠杆菌及乳酸杆菌的数量。从理论角度上来讲，膜可以对病毒、病菌有效去除。因为膜孔面积比病毒小，那么就可以借助于薄膜孔来筛分病毒，依据静电吸引特性，膜PH值处于居中状态，这样就可以被动地分离水中的病毒。如果膜与病毒具有相同的电极，那么借助于静电排斥作用，薄膜可以有效分离病毒。现阶段在研究膜渗透去除病毒时，都将单独孤立技术作为研究重点。有学者借助于半自动的渗透过滤管装置从水中富集病毒，能有效去除掉各种水质中的病毒。给水中广泛存在鞭毛虫、隐孢子虫等，容易危害到饮水者的身体健康，人们研究了膜过滤装置是否能够去除本类微生物。实践研究表明，通过膜可以有效去除掉直径在5-15毫米左右的原生生物囊。因为鞭毛虫囊可以抵抗氯化作用，因此借助于薄膜处理技术是不错的选择。实验研究表明，0.2nm的薄膜孔能够将超过99%的颗粒去除掉。病原微生物具有较大的体积，如寄生虫、原生生物、线虫等，因此薄膜过滤装置能够充分发挥作用，有效防止细菌再繁殖。但是如果膜破裂的话，则无法对这些微生物有效抵挡。此外，水中内毒素也是专家研究的一个重点，因为其具有不同的依附物质，内毒素的存在状态存在差异，如果使用的微滤膜最大直径为0.04nm，那么就可以有效彻底去除掉毒素。有超过十分之二的内毒素直径在0.025nm以内，但是过滤装置依然可以发挥作用，主要原因是膜能够对内毒素有效的吸附。
四、结语
综上所述，通过膜处理技术的运用，可以将大量生物物质、非生物物质去除掉，能够对病毒、细菌等重复去除，因此被广泛运用到给水处理中。但是，现阶段利用膜技术时，容易出现膜污染问题，在未来的发展中，需要积极创新技术，拓宽思路，积极有效解决膜污染问题，最大程度地发挥膜处理技术的优势，提升给水质量。
参考文献：
[1]解宝民，颜岗.膜技术在给水消毒处理中的应用研究[J].中国化工贸易，2015，6（10）：123-125.
[2]杜艳春，李祝.乳品废水处理中膜技术的应用研究[J].化学与生物工程，2015，7（19）：66-68.
[3]许超.膜分离技术应用于给水处理中的膜污染研究[J].商品与质量：建筑与发展，2015，7（11）：233-235.
[4]邓建棉，童玲，周振民.膜分离技术在再生水处理中的应用研究综述[J].华北水利水电大学学报，2011，2（11）：133-134.
[5]范恩斯，张永丽，王帅.膜组合工艺在生活污水深度处理中的应用研究[J].中国给水排水，2014，6（11）：234-235.
关键词：给水处理 膜处理 应用
膜处理是将膜本种分子级别的过滤作用介质利用起来，在与溶液与气体发生接触时，受到电场、压力作用，借助于温度调节控制，有机分离拦截这些物质，以便分离不同的溶液。在水溶液中运用膜处理技术，具备一定的透分子膜能力，借助于外力，可以有效分离水溶液，促使水质得到有效提升。水处理的膜技术主要有：反渗透（RO）膜技术、纳滤（NF）、微滤（MF）、超滤（UF）、电渗析（ED）以及双极膜（BPM）技术等。
一、膜处理技术的基本特点与原理
1.膜处理技术的特点。一般情况下，与传统工艺设备相比，膜处理过程不需要较高成本，且能够有效节约能源；在常温下就可以开展膜分子处理工作，能够有效适应不同的室外环境，废水中有害物质的处理效果得到提升。且膜处理技术属于物理过滤的范畴，不会有副产品产生，技术操作工序比较简单，维护、分散隔离效果明显，不需要较大的占地面积，有较高的处理效率。
2.膜处理技术的基本原理。因为选择透过特性是膜处理技术的特点，可以有效过滤混合物，将不同膜处理运用过来，能够将差异化的物质保留下来。需要充分考虑物理性质大小、体积、几何形状及质量等因素，对膜分离孔径有机确定，去除掉固体杂质。结合混合物化学成分的差异，对膜处理效率科学分析，有效控制膜处理扩散速度；越短的膜处理时间，就会有越慢的速度和越长的透过时间。
二、膜处理工艺流程
现阶段，通常情况下，会采取三种膜分离工艺流程，分别为原水-膜分离-消毒-出水、原水-混凝-膜分离-消毒-出水、原水-混凝-粉末活性炭-膜分离-消毒-出水。其中，第一种流程最为简单，将膜分离的特点充分体现出来，广泛运用到水厂当中。以日本为例，膜分离水厂基本将本流程运用过来，实践中发现本种流程具有较大的膜过滤阻力和较短的过滤周期，容易污染到膜，且不能够高效去除掉水中溶解性有机物。而流程二则是在膜过滤前，将混凝剂投加后，混凝能够用松散的絮凝体来改变水中存在的悬浮颗粒与胶体，促使膜过滤阻力得到降低，還能够将一部分有机物去除掉。而流程三则是将混凝剂和粉末活性炭添加过来，可以促使过滤阻力得到降低，有机物也可以得到有效去除。从本质上来讲，后两种流程工艺其实属于吸附与膜分离处理工艺，将膜分离、粉末活性炭吸附优势充分结合起来，水中有机物被混凝剂、粉末活性炭所吸附，而超滤膜则可以从水中分离混凝形成的矾花及粉末活性炭。
三、给水处理中膜处理的应用
1.膜过滤。膜作为分界面，有效分开两个界面，且对其他物质的传送有效阻止。具体来讲，在推动力作用下，经过多孔介质的孔道，向另一侧流动悬浮液中的流体，截留颗粒，分离操作流体与颗粒。在诸多的领域中都可以运用膜，如海水生产饮用水、过滤工业用水污染物、过滤生活饮用水及生活废水中的杂质等。因为膜分离过程不发生相变化，所以其能耗低，其中以反渗透耗能最低，这对于克服国家的能源危机有相当的意义。膜分离过程的不同，过滤物质的大小也存在着差异，如微滤、超滤、反渗透等。颗粒分离可以采取微滤技术，高分子分离则可以采用超滤技术，离子物质的分离则借助于反渗透技术来实现，超滤和微滤对地下水和地表水处理都很适用。
2.排斥作用。很多因素都会决定到膜去除生物、非生物胶质效果，如薄膜孔的大小等。而膜孔大小也是给水处理中最主要的部分，因此，要控制微生物有机体大于膜孔的直径，滤网保留与吸附分离是微粒去除的主要机制。其中，滤网保留中，颗粒渗入的阻挡主要由多孔介质实现，在薄膜表面吸附颗粒，且过滤实施过程中，不断增加厚度；此外，在膜孔内也吸附颗粒。实践研究表明，膜能够有效去除掉生物胶质，且不需要考虑孔径与膜孔的大小。只要构建良好的环境，就可以去除掉所有颗粒，且能够通过改变酸碱值来营造良好环境。PH值较高的话，乳胶颗粒的抑制反应减少。PH的主要功能是促使有电荷屏障形成于表面，通过改变PH值，发挥电荷作用的排斥效果，有机去除掉杂质。其中，膜负载决定着细微颗粒之间的排斥反应，越多的负载，就会减弱其排斥力，此外，颗粒大小、膜厚度等因素也发挥着重要作用。
3.膜去除微生物的能力。除了微生物特性影响到微生物去除过程之外，对净化程度的需求也需要纳入考虑范围。要想提升水体质量，一般采取加热、化学净化或者过滤等方法。前两种技术能够将水中的细菌杀死，但是其中的微生物却无法消除。而通过膜处理技术的运用，则能够有效去除微生物。有专家曾经做过这样的实验研究，借助于多孔纤维素醋酸盐薄膜来对大肠杆菌进行消除，以便提升水质质量。调查研究发现，一般的供给水中，每毫升具有1000-10000个左右的大肠杆菌，而通过膜处理技术的运用，则可以显著减少大肠杆菌数量，每100毫升的水中只有3个左右。还有专家则将工业装置中的微滤膜运用过来，对大肠杆菌、乳酸杆菌进行去除，实验结果表明，相较于平时操作环境，可以有效减少大肠杆菌及乳酸杆菌的数量。从理论角度上来讲，膜可以对病毒、病菌有效去除。因为膜孔面积比病毒小，那么就可以借助于薄膜孔来筛分病毒，依据静电吸引特性，膜PH值处于居中状态，这样就可以被动地分离水中的病毒。如果膜与病毒具有相同的电极，那么借助于静电排斥作用，薄膜可以有效分离病毒。现阶段在研究膜渗透去除病毒时，都将单独孤立技术作为研究重点。有学者借助于半自动的渗透过滤管装置从水中富集病毒，能有效去除掉各种水质中的病毒。给水中广泛存在鞭毛虫、隐孢子虫等，容易危害到饮水者的身体健康，人们研究了膜过滤装置是否能够去除本类微生物。实践研究表明，通过膜可以有效去除掉直径在5-15毫米左右的原生生物囊。因为鞭毛虫囊可以抵抗氯化作用，因此借助于薄膜处理技术是不错的选择。实验研究表明，0.2nm的薄膜孔能够将超过99%的颗粒去除掉。病原微生物具有较大的体积，如寄生虫、原生生物、线虫等，因此薄膜过滤装置能够充分发挥作用，有效防止细菌再繁殖。但是如果膜破裂的话，则无法对这些微生物有效抵挡。此外，水中内毒素也是专家研究的一个重点，因为其具有不同的依附物质，内毒素的存在状态存在差异，如果使用的微滤膜最大直径为0.04nm，那么就可以有效彻底去除掉毒素。有超过十分之二的内毒素直径在0.025nm以内，但是过滤装置依然可以发挥作用，主要原因是膜能够对内毒素有效的吸附。
四、结语
综上所述，通过膜处理技术的运用，可以将大量生物物质、非生物物质去除掉，能够对病毒、细菌等重复去除，因此被广泛运用到给水处理中。但是，现阶段利用膜技术时，容易出现膜污染问题，在未来的发展中，需要积极创新技术，拓宽思路，积极有效解决膜污染问题，最大程度地发挥膜处理技术的优势，提升给水质量。
参考文献：
[1]解宝民，颜岗.膜技术在给水消毒处理中的应用研究[J].中国化工贸易，2015，6（10）：123-125.
[2]杜艳春，李祝.乳品废水处理中膜技术的应用研究[J].化学与生物工程，2015，7（19）：66-68.
[3]许超.膜分离技术应用于给水处理中的膜污染研究[J].商品与质量：建筑与发展，2015，7（11）：233-235.
[4]邓建棉，童玲，周振民.膜分离技术在再生水处理中的应用研究综述[J].华北水利水电大学学报，2011，2（11）：133-134.
[5]范恩斯，张永丽，王帅.膜组合工艺在生活污水深度处理中的应用研究[J].中国给水排水，2014，6（11）：234-235.