水处理膜技术发展现状及趋势分析

        北极星水处理网1月4日讯：水环境污染的加重，带动了水处理领域的技术创新，将膜材料及相关技术应用于水处理工作。基于此，文章将水处理膜技术作为研究对象，分析该技术的发展现状及发展趋势，强化水处理膜技术的应用优势，改善水环境。

        水处理膜技术是指利用生物膜的物质分离作用，将水中的杂质去除，实现净化处理的目的。不同类型的生物膜在水处理方面的功能不同，如：双极膜用于含氟废液的处理、纳滤膜用于海水淡化等。因此，膜技术在水处理领域有良好的发展前景，对发展现状及趋势的分析，可以促进水处理膜技术的发展。

        1 水处理膜技术发展现状

            1.1 国外水处理膜技术

            水处理膜技术由发达国家传入我国，在技术发展方面更具优势。如美国科氏公司形成的膜产品链，可生产精度及种类不一的水处理膜;陶氏化学公司在发展超滤膜和反渗透膜的同时，研发复合膜，表现出能耗低、膜使用寿命长等优势，为水处理提供丰富原材料;美国海德能公司是世界最大的卷式反渗透膜生产商，生产的卷式反渗透膜日处理纯净水可达19亿t;日本东丽集团生产的超滤膜具备较强的抗污染能力，可避免水处理中堵塞问题的出现;美国GE公司經过多年技术研发，在水处理膜方面有成熟的工艺技术，特别是液体零排放技术，在膜制备领域占比高达90%;荷兰、奥地利等国的膜技术公司也纷纷开展技术研究，提出七孔超滤膜技术、膜生物反应器技术等创新技术产品，进一步优化水处理工程效果。

            1.2 国内水处理膜技术

            虽然我国研发水处理膜技术的时间较短，但是仍旧取得了较为理想的成果。如上海和北京等膜生产企业，研发了多种新型水处理膜，如平板膜、复合反渗透膜及中空纤维膜等。在水处理场景增多，水污染治理标准升级的趋势下，水处理膜技术在水处理领域有良好的发展前景，技术需求增多，需要受到行业工作者的重视。同时，我国膜生产企业在膜制备和膜应用方面有所突破：

            在膜制备中，时代沃顿创新膜制造工艺，研发了抗氧化性及抗污染性较强的反渗透膜，在无菌饮用水以及药品生产领域应用广泛，解决了传统反渗透膜存在的污染问题;某膜生产企业将PVC合金作为中空纤维膜的制造材料，配合热致相分离法，增强中空纤维膜的生产效益;山东某研究设计院利用膜生物反应器技术，研发了中控平板式陶瓷膜，该膜具有强度大、稳定性高及可再生使用等优势，改善了传统平板膜或中空纤维膜存在的应用问题。

            在膜应用中，应用场景包括海水淡化、纯水制备、工业废水处理、生活污水处理等，不同应用场景对水处理的要求有所差异，膜生产企业需对水处理膜的性能进行优化，使其更符合水处理要求。目前常见的膜应用技术为集成膜分类技术，包括双膜法、全膜法等。某膜生产企业引进双膜法及全膜法，或者将膜材料和其他水处理设备配合使用，如膜生物反应器等，可以提升水处理膜的应用效果。其中，双膜法是指同时应用反渗透膜与超滤膜、微滤膜，可实现深度脱盐，提高进水水质，在工业废水处理及污水回用的应用广泛;全膜法是指配合应用两种以上的水处理膜，可强化污染物去除效果，提高水回收率，在超纯水制备中应用广泛;膜生物反应器是指将水处理膜和传统水处理工艺配合使用，可降低水处理工艺的能耗，提高出水水质。

            1.3 水处理膜技术不足

            虽然我国水处理膜技术取得一定成就，但和世界领先水平仍旧存在一定差距，在水处理膜的生产规模和种类等方面，国外大型高端膜企业更具优势。细化来说，我国水处理膜技术的不足体现在以下两方面：一方面，我国水处理工程中污水废水水质复杂，膜企业提供的水处理膜针对性较强，适用性不足，且使用效果不稳定，膜使用寿命短，长期使用后，处理效果降低，加大水处理成本;另一方面，污水与废水中的微生物及颗粒物会对膜造成堵塞，引发膜污染现象，加大膜对清理的需求，降低膜的处理效果。

        2 水处理膜技术发展趋势

            在水处理膜技术发展中，凭借有机物去除效率高、操作便捷和容积负荷低等优势，用于城市工业废水、生活污水的处理。在未来的发展中，膜生产企业需注重技术创新，拓展水处理膜的应用。

            2.1 创新水处理膜生产工艺

            在水处理膜技术应用中，处理效果的关键在于膜材料。在未来的发展中，企业需创新水处理膜生产工艺，在保障水处理膜功能的前提下，增强水处理膜的性能，延长水处理膜的使用寿命，降低生产能耗，实现环保绿色生产。以热致相分离法为例，膜生产企业在聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜制作中，应用热致相分离法，通过高速的热交换，提升高分子溶液的分相效率，可避免膜液参与凝胶化，提升生物膜的孔隙率，使水处理膜的性能更优异。同时，膜生产企业需将技术研发方向集中于纳滤膜（如纳滤级陶瓷膜或者纳滤级石英膜等）、超滤膜、抗油疏水膜等，丰富水处理膜的种类，为不同领域的水处理提供性能相符的膜材料，增强水处理的效益。

            2.2 提升水处理膜性能

            在未来的水处理膜技术应用中，水处理膜性能优化是必然发展趋势，可提升水处理质量。结合当前的水处理膜应用，性能提升方向如下：第一，抗污染性能，水处理膜應用时，普遍存在污染物堵塞问题，影响其渗漏效果，膜生产企业需增强水处理膜的抗微生物繁殖能力，保障水处理效果;第二，膜通量，该性能与水处理膜的处理效率联系密切，还会影响水处理膜的使用寿命，可通过孔径有效分布率、理化稳定性的提升，加大膜通量;第三，机械强度，部分水处理场景的条件较为恶劣，如高压、高温或者重物拉伸等，膜生产企业需增强水处理膜的机械强度，使其适用于多种恶劣应用场景;第四，适应性，膜生产企业需结合水处理膜的应用场景，研发适用性强水处理膜，使水处理膜适应多种处理工况，降低水处理工程中的预处理要求，节约工程成本。同时，研究机构及膜生产企业可将工作重点放在复合膜中，将多种性能集于一体。

            2.3 拓展水处理膜的应用

            水处理膜生产及性能优化的目的在于提升水处理效果，拓展水处理膜的应用是未来的发展重点，膜生产企业及研发机构需提升水处理膜的实践效益，针对不同的水处理场景，研发适用的水处理膜，提升水处理水平。比如，针对水处理中的盐和重金属杂质，可研发微滤膜;针对水处理中的酸性/碱性液体，可研发耐高浓度酸碱的生物膜;针对高温水处理，可研发耐高温的生物膜;针对水处理中的有机物杂质，可研发超滤膜;针对含油废水的处理，可研发反渗透膜等[1]。同时，水处理人员可配合应用多种水处理膜，将生物法与膜法配合使用，整合水处理膜的性能，增强水处理效果，降低膜法水处理的能源损耗，实现水处理中的资源最大化利用。

        3 结论

            综上所述，随着水处理膜技术的发展，水处理的效果有很大提升，相关专家需加强水处理膜技术的研发。通过本文的分析可知，在未来的水处理膜技术发展中，相关人员需创新水处理膜生产工艺、提升水处理膜性能，拓展水处理膜的应用，提升水处理效果及质量，促进水资源的最大化利用。