膜科学技术在水处理方面的进展与研究邵思敏化学工程与工艺专业学号0943084044摘要：综述了膜科学技术在给水处理、海水淡化、污水处理和特殊行业水处理中应用的最新进展，简要介绍了膜科学技术的基本工艺及其应用，并介绍了国内与国外在膜技术在水处理方面的发展情况。关键词：膜、膜技术、基本原理、膜材料、水处理1.引言水资源是人类不可缺少的自然资源，也是生物赖以生存的环境资源。对工业或生活废水进行处理，从而转化成可饮用或可再次利用的水已经成为解决水资源危机的一个重要途径[1]。膜分离是在20初出现的，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术[2]。随着工农业生产增长的需要，膜分离工程在水处理领域将发挥越来越重要的作用。各种膜分离方法对于进水水质有不同要求，为达到合格的进水指标，必须对原水进行适当的预处理[3]，膜技术的应用给人类带来了巨大的环境和经济效益。2.膜科学技术的简述膜分离技术是一门系统科学，它集成了高分子材料科学、物理化学、有机合成、化工分离、生物化工、化工机械等多个学科的科学知识，是一门多学科交叉的科学。膜分离技术作为分离、浓缩、提纯及净化技术，具有分离效率高、操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节能等优点，和其他传统分离技术相比，具有无可比拟的优势。特别是它在节能、环境保护以及水资源的再生利用方面的突出表现，使人们对膜技术的发展前景刮目相看[4]。膜技术在水处理中的应用范围相当广泛，既可用于给水处理，也可用于废水处理，在某些特殊行业的水处理中也有涉足且其应用规模在不断扩大[5]。世界膜市场的快速发展，不仅自身形成了每年约百亿美元的产值，而且有力的促进了社会、经济及科技的发展。可见，发展膜分离技术对于社会、经济、科学发展都具有重要而深远的意义。2.1膜分离技术原理利用它们之间的物理或化学性质的差异进行分离是混合物分离的指导思想，膜分离技术也是如此，它利用混合物的物理性质或者化学性质的差异，将其分离，以达到水处理的需求。2.1.1利用物理性质的原理膜分离技术可利用混合物的物理性质的不同，如质量、体积、大小、或者几何形状的差异，膜作为筛子使用，将其分离。2.1.2利用化学性质的原理混合物通过分离膜的速度可以看成是两个步骤的速度。一个速度是从膜表面接触混合物进入膜内部的速度，即溶解速度。溶解速度取决于混合物和做分离使用的材料膜的化学性质。第二个速度是进入膜内后从膜表面扩散到膜另一面的速度，即扩散速度。扩散速度除了与混合物及膜的化学性质有关外，还与物质的相对分子质量有关。3.膜技术的种类3.1反渗透分离技术3.1.1基本原理Lonsdale和Riley等人提出的溶解扩散理论较好地说明膜透过现象，该理论假定膜是无缺陷的完整的膜，溶剂与溶质透过膜的机理是由于溶剂与溶质在膜中的溶解，然后在化学位差的推动力下，从膜的一侧向另一侧扩散，直至透过膜。溶质和溶剂在膜中的扩散服从菲克(Fick)定理。物质的渗透能力不仅取决于扩散系数，而且取决于其在膜中的溶解度。溶质的扩散系数比水的扩散系数小得越多，高压下水在膜内的移动速度就越快，因此透过膜的水分子数量就比通过扩散而透过去的溶质数量更多。反渗透是利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。3.1.2膜材料反渗透膜要求具有以下性能[6]（1）高的截留率和高的透水率；（2）强抗微生物侵蚀性能；（3）好的柔韧性和足够的机械强度；（4）抗污染性能好，使用寿命长，使用pH范围广；（5）运行操作压力低；（6）制备简单，便与工业化生产；（7）耐压致密性好，具有化学稳定性，能在较高温度下应用。40年来，醋酸纤维素在膜材料中占有十分重要的位置。其主要原因是：它与其他膜材料相比，虽然有其局限性，但是资源无穷无尽，其有无毒、耐氯、价格便宜、制模工艺简单、便与工业化生产等优点；此外制的的膜用途广，水渗透流率高，截留率也好。尽管具有众多优点，但其抗氧化性能差，易水解，易压密，抗微生物侵蚀性能较弱等。因此，除对醋酸纤维素进行某些化学改性和接枝外，开...
