據2021年相關(guān)數據顯示，全年我國總用水量上升至5921億t，與前一年相比，多用水108.10億t。其中，工業(yè)、生活總用水量分別為1030.4億t和863.1億t。預計2023年后，我國水資源將會(huì )有500億t左右的缺口量。隨著(zhù)我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，工業(yè)用水、居民用水量呈現大幅度地增長(cháng)，我國面臨著(zhù)非常嚴重的缺水問(wèn)題。且我國每年所排放的污水量為600億t，許多污水未經(jīng)處理達到相關(guān)的排放標準便直接排放，給江、河、湖段造成嚴重污染的同時(shí)，使可利用的水資源總量降低。

常見(jiàn)的用混凝沉淀/砂濾/生物活性炭－消毒－出水深度處理二級出水時(shí)，雖然出水水質(zhì)滿(mǎn)足相關(guān)指標，但出水中可能形成一些難降解小分子物質(zhì)，對于水質(zhì)要求比較高的行業(yè)，暫時(shí)還不能滿(mǎn)足其相關(guān)回用標準。想要使得出水水質(zhì)滿(mǎn)足相關(guān)的要求，就必須進(jìn)行更深程度的處理。

膜處理技術(shù)作為一種污水深度處理回用技術(shù)，能夠利用膜本身具備的選擇透過(guò)性，將污水中污染物進(jìn)行分離去除，在降低污染物外排量的同時(shí)，提高水資源利用率，緩減水資源匱乏等問(wèn)題。

1、膜處理技術(shù)原理及特征

膜技術(shù)處理污水的原理是：通過(guò)外界壓力和膜本身具備的選擇透過(guò)性，利用污水中各種物質(zhì)所具備的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)的不同，使其進(jìn)行選擇性地分離。

膜處理技術(shù)具備以下幾個(gè)特征：

1）膜處理技術(shù)能耗少。由于膜處理技術(shù)運行過(guò)程中，不會(huì )改變污水中各物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，且膜技術(shù)在常溫下即可進(jìn)行，故系統能耗較少；

2）膜處理技術(shù)是利用膜本身具有的選擇透過(guò)性來(lái)進(jìn)行分離過(guò)濾，不需要額外增加任何化學(xué)藥劑即可實(shí)現溶液的有效分離，故膜處理技術(shù)系統出水水質(zhì)高，且后期投資成本較低；

3）膜處理技術(shù)可應用于多種不同的水質(zhì)，應用范圍廣，且設備操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高，后期投入的人力、技術(shù)成本較低。

2、膜處理技術(shù)的分類(lèi)

膜處理技術(shù)主要分為微濾、超濾、納濾、反滲透、滲析膜技術(shù)等，其原理特點(diǎn)和應用范圍如下。

2.1 微濾

微濾通過(guò)利用濾膜使污水中的無(wú)機鹽和分子通過(guò)，從而將膠體物質(zhì)、SS細菌等污染物質(zhì)從水中分離去除。微濾主要用于污水中SS、細菌及微小物質(zhì)的分離去除；半導體工業(yè)超純水、集成電路清洗用水終端處理；醫用純水除菌、除熱原，藥物除菌等；飲料、酒類(lèi)、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質(zhì)、酵母和霉菌的去除，果汁的澄清過(guò)濾。

2.2 超濾

超濾是以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)之一，以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在0.03μm～0.1μm之間。超濾的作用是深度去除廢水中對后續反滲透工序造成膜污染的一些物質(zhì)，如微生物、膠體物質(zhì)、SS、細菌和病毒等雜質(zhì)，進(jìn)而保證廢水進(jìn)入反滲透系統的參數要求。超濾膜主要用于工業(yè)廢水和生活污水的凈化處理。

2.3 納濾

納濾膜對于特定的溶質(zhì)才有著(zhù)較高的去除率納濾膜能夠去除二價(jià)、三價(jià)離子、微生物、膠體、熱源、病毒等物質(zhì)。由于納濾技術(shù)中操作壓力小，在制備飲用水和深度處理凈化水中具有廣泛的應用價(jià)值。另外，納濾技術(shù)廣泛應運于海水淡化過(guò)程中。納濾技術(shù)用于處理各種含鹽廢水。

2.4 反滲透

反滲透又稱(chēng)逆滲透，通過(guò)壓力差作為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。反滲透的作用是除去水中的有機物及溶解鹽類(lèi)等物質(zhì)。反滲透主要應用于市政污水、重金屬廢水、含油廢水等工業(yè)廢水中的處理。

2.5 滲析膜技術(shù)

滲析的工作原理是：溶液中的溶質(zhì)本身具備一定的濃度梯度，在這種梯度作用條件下，溶質(zhì)從滲析膜的一側傳向膜的另一側的過(guò)程。滲析技術(shù)的主要作用是去除包含很多不同種類(lèi)的溶質(zhì)、溶液中的小分子量的組成成分，因此，滲析膜主要用于電鍍廢水、重金屬廢水等的處理，食品工業(yè)、生化行業(yè)等。

3、發(fā)展現狀

宮成清等對比了傳統深度處理工藝與膜處理技術(shù)在污水深度處理回用中的應用，結果發(fā)現：膜技術(shù)能夠保證出水水質(zhì)達到回用水水質(zhì)指標，在減少污染物排放的同時(shí)，還可以滿(mǎn)足一些行業(yè)對于用水水質(zhì)有較高的要求。

劉陽(yáng)通過(guò)對膜技術(shù)在高鹽廢水處理中的應用研究進(jìn)行闡述，并對納濾、超濾、反滲透、電滲析等幾種膜工藝進(jìn)行比較、分析，提出膜處理技術(shù)在高鹽廢水零排放系統的有效應用。

劉子發(fā)通過(guò)對膜技術(shù)在市政污水處理中的應用進(jìn)行研究分析。結果表明，膜技術(shù)用于處理城市污水，處理效率高，系統運行穩定、投資成本較低。應用該技術(shù)能夠很好地處理市政污水，改善周?chē)w環(huán)境。

4、問(wèn)題探討及展望

應用膜處理技術(shù)深度處理工業(yè)廢水、市政污水，出水水質(zhì)高，能達到相關(guān)的回用水水質(zhì)標準，且系統穩定、運行成本較低。但由于膜技術(shù)處理污染物通過(guò)的是膜本身具備的選擇透過(guò)性來(lái)進(jìn)行，因此，膜使用較長(cháng)一段時(shí)間后，容易發(fā)生堵塞現象。尤其是當水進(jìn)入膜系統前，水質(zhì)濁度、硬度等較大時(shí)，膜污染越發(fā)嚴重。若繼續使用被污染的膜處理污水，出水水質(zhì)越來(lái)越差，系統的產(chǎn)水率也隨之大幅度降低。針對此問(wèn)題，提出以下兩種解決方案，希望后續的膜處理研究中能夠有效解決膜污染嚴重的問(wèn)題，使膜技術(shù)更好地應用于污水深度處理工藝中。

1）膜處理系統的能耗及膜使用壽命相當大程度是由于膜污染程度來(lái)決定的，因此如何減輕系統膜污染是膜系統運行效果好壞的重要因素。對此，我們可通過(guò)控制進(jìn)入膜系統的進(jìn)水水質(zhì)，以減輕膜表面所吸附的污染物含量，增加膜使用周期。另外，針對不同水質(zhì)，采取不同種類(lèi)的膜材料，不能一概而論。對此，今后的研究中，要加大膜材料的開(kāi)發(fā)和利用。

2）當前的膜前預處理技術(shù)，只是簡(jiǎn)單地利用物理、化學(xué)等方法，進(jìn)一步去除污水中SS、膠體物質(zhì)、溶解性小分子物質(zhì)等，之后再進(jìn)入膜處理系統。膜前預處理能夠深度去除小分子污染物，解決膜系統深度處理廢水中小分子物質(zhì)對膜造成的膜污堵嚴重等問(wèn)題，延長(cháng)膜化學(xué)清洗周期，增加膜壽命，極大地降低系統運行維護成本。因此，今后的研究中要加強對膜前預處理技術(shù)和膜處理技術(shù)組合使用，通過(guò)建立相關(guān)的模型來(lái)研究組合工藝的強化效果。（來(lái)源：山西金承環(huán)境工程有限公司）