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摘要:近幾年我國在環境工程方面技術不斷創新,出現了一種新的技術-膜分離技術,由于其效果強,治理水平高,使污染得到控制,對于可以利用的資源實現二次利用,對此本文將對其應用進行重點分析,對其發展前景進行闡述.
關鍵詞:環境工程;水處理;膜分離技術;運用;研究分析
在環境工程中最為關鍵的組成部分就是分離處理,對此應著眼于不斷地進行創新以及優化相關的技術,使其在應用中更加可靠以及高效.在環境工程中應用分離處理技術時,為了在運行的過程中使其水平得到提高就可以利用膜分離技術.
1膜分離技術概述
AbbeNollet,諾倫特是法國科學家,在1948年發現了膜分離的現象,通過水可擴散到醇溶液中,自由地進入豬的膀胱.在現代的膜工業的發展過程中,亞鐵的氰化銅膜,在1864年,這是第一片的人造膜.在1960年,出現了第一張的醋酸纖維素膜.很多的學者一直致力于分離技術的研究,就發現了在處理污水的過程中,應用最為廣泛的就是膜分離技術.目前在污水、生活水以及處理中,都在應用膜分離技術.(1)結合物理原理進行應用.在應用膜分離技術中因為具體的物理性質就是指幾何形狀、體積以及質量方面存在差距,對其利用膜具有的篩子性質實現了分離的效果,使其因為不同的粒徑實現篩選、分離.(2)根據化學的性質進行分離.當膜中的混合物經過時,因為速度的不同就會使其分離.對此在速度的劃分上有兩種方式.第一,溶解速度,就是當混合物在經過膜表面時,會根據膜性質的不同,實現進入;第二,當其進入到膜中時,就會因為速度的不同而實現擴散,這就是所謂的擴散速度.對此利用兩種方式,在利用分離技術的過程中,根據化學性質的不同,就可以確定溶解速度,同時因為物質相對分子質量的不同就會決定擴散速度的不同.
2膜分離技術在環境工程中的應用分析
2.1微濾技術
操作壓力當小于0.2MPa時,就會利用微濾技術進行分離,當在膜分離中使用中,比較廣泛的就是此技術,對其可以實現0.1至10μm的顆粒的過濾.其原理就是根據篩網進行過濾,其實并沒有在此和其他的技術有不同.當在飲用水的處理中,因為其并不需要更多的面積,但是相對液體來說處理效果好,比較經濟.當在城市的生活水處理中澄清過濾已經被此技術進行取代,可以實現進行連續性的工作,但是會出現非常大的沖動.雖然廢水的類型不同,但是應用微過濾膜分離技術可以對其進行處理.使其在水里的懸浮物含量可以得到降低,就會在使用中使其水更為澄清,達到進行二次利用.全量過濾以及死端過濾是利用了方式差異,就進行了分類.其中死端過濾常常在分離中應用最為廣泛,是因為實現了產量的最大化,而且并沒有很大的能耗.所以當膜中的過濾層因為時間的推移,透過的量就會降低.提高透過量的方式就是清理濾餅.
2.2對超濾技術在環境工程中的具體應用進行分析
在環境工程中的實際應用中,除了微濾技術的使用,還可以通過利用超濾技術進行膜的分離.可以使其凈化效果的最大化地實現.將其懸浮物以及顆粒機型去除.當工業在發展的過程中,此技術除了在環境工程中得到最大化的應用外,還可以在其他的行業中進行應用,如在汽車中,超濾技術將其應用在電泳涂漆廢水中.對其金屬離子可以得到很好的回收,而且可以得到很好地的凈化,可以得到第二次的使用,將其經濟效益得到最大程度的發揮.在以后的膜分離技術的發展中,還有很多重要的方面可以將其作為研究方向,而且在研究的過程中,可以利用此技術實現抗氧化的最大效果,而且耐高溫也可以得到更好的發揮.
2.3對反滲透技術在環境工程中的具體應用進行分析
當處理工業的廢水時,就會應用環境工程的反滲透技術,而且在垃圾滲濾液的處理過程中應用反滲透技術實現處理.在改善飲用水水質以及污水處理的過程中,可以應用.因為當相關的人員在處理廢水的過程中,會有重金屬以及氨氮等,而且濃度非常高,以前會利用活性污泥的方法進行處理,但是這種方法會出現很多的劣勢,如必須通過很長的時間才能處理完,而且效果沒有和人們預期的一樣.但是利用反滲透技術就可以克服上述問題,使其效果得到很好的體現.但是也會有一定的問題,因為濃度差,以及會出現污染問題,所以在應用的過程中,就要將其具體問題進行分析.實現改善膜材料的方法,體現技術價值.
2.4納濾
在環境過程中,因為需要進行分離,有些要求比較高,所以在凈化的過程中就可以使用納濾技術,而且和其他的技術相比較,其作用效果非常好.當對過濾物質進行處理時,納濾技術就會利用壓力的特點,實現非常好的效果.而且提高了過濾效果,在這個過程中就要對其壓力機型設置,0.5-1.0兆帕.在過濾的實際應用過程中,因為對其離子具有很強的選擇性,就可以實現對其理想離子的過濾效果,此技術可以應用在很多的地方,當遇到需要過濾的物質時就可以應用,可以對環境的保護有一定的促進作用.
2.5液膜
對于含有特定的有機物質或者物質離子的溶液,就可以采用液膜分離技術.當在廢水中,當在液體的表面,會出現液膜,其實就是乳液的顆粒,就可以實現氨以及苯胺的去除,而且達到的效果就是清除率的提高,將近98%.而且對于液膜,和其他的固膜相比較,分離效率、選擇性以及傳質速度更快更高.當在處理廢水的過程中、冶煉以及醫藥化工中應用過程中液膜分離技術可以得到很好的應用.當在回收二次應用物質的過程中,使其設備得到很好的應用.而且操作簡單.所以在使用的過程中,應該將重點放在液膜穩定性上,實現快速破乳.
2.6集成膜技術
和傳統的技術相比,集成膜就實現了對其傳統的技術的改進,使其傳統的技術可以得到更好的發揮,在膜技術的發展中,利用新型的膜技術實現了特點的發揮.而且在環境工程中利用最為廣泛的是集成膜技術,如廢水的處理中,就會得到更好的效果發揮,對于其有毒物質可以得到更好的清除,而且可以進行濃縮,進一步地實現凈化處理,實現使用壽命的延長.
3膜分離技術在水處理環境工程中的應用
3.1飲用水凈化膜分離技術
當對飲用水中懸浮物以及細菌等進行處理的過程中,可以得到更好的凈化效果.當在凈化的過程中,可以將其微濾膜以及超濾膜應用下過程中,對其微生物進行去除,如病毒、賈第蟲、細菌以及隱孢子蟲等,其中的膠體就可以通過表面的超濾膜進行去除,在水中的細菌得到去除.利用膜分離技術,就其他的飲用水凈化技術相比較,因為沒有其他試劑,所以凈化的效果得到發揮.
3.2處理工業廢水
膜分離技術主要用于深度處理以及回收廢水的過程中,可以通過對膜分離技術的應用,使其廢水得到處理.就可以利用超濾膜,應用在石化廢水中,實現油的質量濃度的降低;在對染料廢水進行處理的過程中,會發現因為生物降解性差以及含鹽量高,就利用表面納濾膜實現了染料廢水的含鹽度的降低;當利用膜分離技術進行造紙廢水處理時,可以得到很好的處理效果,而且使其相關的回收率得到提高;當對有機廢水進行處理時也可以利用膜分離技術,在廢水含有重金屬時也得到更為廣泛的應用.實現了有用物質的回收,將其水中的溶鹽進行去除.總之,在其中的應用更為廣泛.
3.3海水及苦咸水淡化
為了實現淡水的獲得,在處理的過程中就可以對苦咸水以及海水進行淡化,所以在膜技術的發展中,進行淡化的過程中應用可以將其目前的水資源短缺問題得到緩解,在其中的方式中,膜蒸餾、反滲透以及電滲析就是三種方法.其中利用電滲析的方式,雖然可以將其進行淡化的效果,但是使用的頻率比較低,因為會在能耗上需要更多;但是利用反滲透的方式,不僅對咸淡水的處理效果較好而且成本比較低,實現了分離目的;利用膜蒸餾工藝,其實就是利用膜技術以及蒸餾的技術,因為兩邊的蒸汽壓具有壓差,就會使其料液中揮發性的組分通過蒸氣透過膜孔,實現分離.
4膜分離技術的發展前景
人們的生活水平已經隨著我國的綜合國力的增強越來越高,將更多的關注點放在了對身體的健康以及生活環境的重視.而且因為環境的惡化,對其環境也有了更高的要求.對此在探索的路上,對其新技術進行創新已經是一個趨勢,實現高品質以及零污染的目的效果,對此利用膜分離技術就實現了效率高、耗能少而且沒有污染等.在人們的生活以及生產中,因為周圍環境的變化,帶來更多的環境問題,對此在對廢水處理的過程中就會利用膜分離技術,比如微濾、超過濾以及反滲透等分離技術,實現了分離的目的,而且實現了二次使用以及資源的再次應用,對我國的可持續發展具有促進作用.在我國利用膜分離技術雖然不是非常成熟,但是相信在未來的發展會更好.所以一方面我國要實現經濟的提高,而且對其環境也要重視,一定要進行兩者的協調發展.
5結束語
綜上所述,膜分離技術在環境工程中,實現了非常大的作用,而且當其應用在其他的項目中,也會實現非常大的效果.在最后的分離效果比較中,此技術具有眾多的優勢,適用性比較強,與其他分離技術相比,它具有更廣泛的適用性和更大的影響力.未來還有待進一步研究,對其目前的存在問題進行解決.
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作者:李彩霞 單位:延安大學