随着社会经济的快速发展，水环境污染问题越来越严峻。生产过程中产生的“工业三变”以及生活污水和垃圾都能通过不同方式对环境水体造成污染，导致水安全问题越来越突出。我国水资源总量不少，但是，由于我国人口多，导致人均占有量很低，存在着水资源危机。总之，我国水资源总体形势不容乐观，水安全问题也越来越严重。近几十年来，随着膜分离技术的日趋成熟和处理成本的不断降低，膜分离技术开始广泛应用于水处理领域。本文旨在对膜分离技术的发展、原理及特点进行简要阐述，并重点阐述膜分离技术在水处理领域的应用。
膜分离技术的发展简史
人类在1748年发现膜分离现象，然而人类对膜技术应用的研究却是始于19世纪。Wjuda在1950年试制出具有选择透过性能的离子交换膜，奠定了电渗析的变用化基础。洛布和倔里拉简在1960年首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，使膜分离技术进人了大规模工业化应用时代。在膜技术发展的推动下，其它新型分离技术及膜分离与其它分离技术。结合的集成过程也逐渐得到重视和发展。新的膜分离过程包括:膜蒸奏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制H版膜、仿生膜以及生物漠等过程。
膜分离原理
膜分离是用具有选择透过性的膜，在一定推动力的作用下，对溶液中的溶质进行选择性分离、分级、提纯和富集的过程。根据膜孔径的大小及推动力产生的机理可以分为，微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)等。
膜分离技术对能量要求低，且分离过程所需的条件一般都较温和，这两个因素使得膜分离成为生化物质分离的合适方式。膜分离具有操作简单、分离效率高、节能环保等优点，所以，在制药、化工及水的净化领域得到了广泛应用。
膜分离技术的特点
膜分离技术是应用最为广泛分离技术之一。由于膜分离技术与其它传统的分离技术相比，膜分离在水的净化领域具有多方面的优势，主要表现在以下几个方面:
1、分离效果好。膜分离可分离纳米级(nm）的物质，能够有效地分离水中的消毒副产物、有机物以及细菌、病毒等徼生物。
2、分离能耗低。大多数膜分离过程都不发生相变，节省了能量损耗。另外，多数膜分离过程是在常温条件下进行的，需要加热或冷却的能量损耗很少。
3、操作简便。大部分的膜分离设备都设置了中控系统，可一键操作，快捷简便，且很少需要维护，安全可靠。
4、成本低。膜分离过程几乎不需要投加药剂，降低了成本，同时避免了投药产生的二次污染问题。
膜分离技术在污水处理中的应用
由于膜分离技术具有高效、节能、简单等特点，这使膜分离技术在水处理领域中的应用成为了研究的热点。根据膜的分类，膜分离技术大致分为以下几类。
1、微滤
微滤又称微孔过滤，根据过滤机理的不同又可以分为筛分、滤饼过滤及深层过滤，是以多孔膜为滤膜，在0.Ⅰ~0.3 MPa的压力推动下，截留大小为0.1~1 um物质的膜分离过程。由于微滤属于精密过滤，具有高效、经济及简便的特点，这使微滤技术在各种工业给水处理和饮用水的净化领域得到了推广应用。
2、超滤
超滤是一种加压膜分离技术，配合三级预处理过滤能彻底截留水中的细菌、铁锈、胶体等大分子物质，而保留水中微量元素及矿物质。超滤具有操作简便、成本低、生产周期短等优点，处理水达到回用水水质标准，并且在蛋自质分离上应用突出。已在饮用水深度处理、工业废水处理和工业工艺用水领域获得了较为广泛的应用。
3、纳滤
纳滤又称低压反渗透，是--种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程。纳滤是膜分离的新领域，纳滤膜孔径一般几个纳米左右，能截留分子量大于200的各类物质。纳滤具有过滤精度高、自动化控制程度高、选择性好等优点，纳滤以其独特的优势，在水处理技术的研究和开发领域取得了重大突破。
4、反渗透
反渗透又称逆渗透，是在一定的推动力作用下，使溶剂逆着自然渗透的方向作反向渗透，从溶液中分离蒂剂的膜分离过程。反渗透不但能截留大分子溶质和胶体物质，还能截留各种无机离子，这一特点使得反渗透在各种膜分离技术中有着更宽广的应用前景。反渗透分离过程简单，能耗低，目前已广泛用于海水和苦咸水淡化、纯水生产和中水回用等领域。
5、电渗析
电渗析是在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性分离不同的溶质粒子，实现溶液的提纯和分离物质的过程。电渗析是一种较为成熟的水处理技术，主要应用于废水中污染物的分离和酸碱的制备。
结语
人类的生活、社会的发展及生态文明的建设都离不开水，水是人类宝贵的资源。在水安全危机面前，膜分离技术得到了快速的发展和广泛的应用，同时在解决水安全问题中发挥了重要作用。膜分离作为一种新型的分离技术，具有高效、节能、环保等优点，在食品、化工、医药、水处理等领域发挥着重要的作用，产生了巨大的经济效益和社会效益。厦门世达膜科技有限公司专注于环保水处理、产品分离与纯化。致力于膜分离和连续离子交换/色谱分离技术推广与工艺设备开发。