膜分離與水處理

膜分離早在18世紀(jì)初就被人們注意到，但作為一種分離方法進(jìn)行研究和應(yīng)用則是在19世紀(jì)末20世紀(jì)初才開始的。在20世紀(jì)50年代從電滲析法海水淡化除鹽設(shè)備開始進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，之后迅速發(fā)展成為一門分離新技術(shù)，平均每10年就有一項(xiàng)新的膜工藝在工業(yè)上得到應(yīng)用，如50年代的電滲析和微濾；60年代的反滲透；70年代的超濾；80年代的氣體分離；90年代的滲透蒸發(fā)和納濾礦泉水設(shè)備等。而且隨著膜和膜分離設(shè)備的不斷推出，使膜分離技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不斷強(qiáng)化，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，目前不僅在海水、苦咸水的淡化，全自動(dòng)礦泉水灌裝設(shè)備，純水、超純水生產(chǎn)有大量應(yīng)用，而且在食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物工程、石油化工以及環(huán)保等領(lǐng)域等也得到應(yīng)用。世界膜技術(shù)呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，膜市場(chǎng)也以年均超過(guò)10%的增幅快速增長(zhǎng)，膜分離技術(shù)被認(rèn)為是20世紀(jì)到21世紀(jì)中期有發(fā)展前途的*之一，膜產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為是21世紀(jì)新型*產(chǎn)業(yè)之一。膜分離在21世紀(jì)將進(jìn)入全面發(fā)展階段，膜分離技術(shù)和與其他技術(shù)的有機(jī)結(jié)合將會(huì)延伸或有針對(duì)性的替代傳統(tǒng)分離工藝，對(duì)工業(yè)技術(shù)的改造產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

隨著世界人口的增長(zhǎng)和工業(yè)的快速發(fā)展，人類對(duì)水資源的需求越來(lái)越多，然而范圍內(nèi)普遍存在水資源貧乏的趨勢(shì)。盡管地球所有水資源非常豐富，但可被利用的淡水資源有限，不到地球所有水資源的1%，而且分布不均勻，有些沙漠干旱地區(qū)年降雨量幾乎等于零，地下水資源往往是含高鹽分的水，有的不能直接飲用也不能用于農(nóng)業(yè)灌溉，只有通過(guò)水處理之后才能被利用，即使在許多水資源充沛的地區(qū)，由于工業(yè)廢水和生活污水的直接排放，使許多河流、湖泊等被污染，水源水質(zhì)下降甚至不再適用于作為水源水，也造成一種水質(zhì)型缺水。另一方面由于人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不僅需水量增加，在水質(zhì)上也提出了更高的要求?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步使人們對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)要求更加精細(xì)，同時(shí)人類生活水平和生活質(zhì)量的提高，對(duì)飲用水的水質(zhì)也提出了更高要求。然而解決水資源的匱乏與需水量與日俱增的矛盾又需要不斷開發(fā)利用品質(zhì)較低的水源。而且科技和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展還帶來(lái)水源中的一些新污染物，特別是一些有機(jī)化合物包括農(nóng)藥、增塑劑、洗滌劑等可能引起癌癥、生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)的失調(diào)，而常規(guī)水處理/方法對(duì)這些物質(zhì)的去除能力有限，采用加氯消毒的工藝甚至還可能產(chǎn)生毒性更大的消毒副產(chǎn)物。

面對(duì)用水需求增加和水資源匱乏與對(duì)水質(zhì)要求更高和原水水質(zhì)下降的雙重矛盾，能夠采取得措施是一方面提高水的利用率，即通過(guò)對(duì)用過(guò)的水進(jìn)行處理，使其能夠滿足工業(yè)水甚至生活飲用水設(shè)備水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，循環(huán)使用和污水再生后再進(jìn)入生產(chǎn)生活飲用水渠道。另一方面改進(jìn)傳統(tǒng)常規(guī)水處理工藝，應(yīng)用效能更高的水處理技術(shù)。原水水質(zhì)的有效可靠的水處理技術(shù)。膜分離技術(shù)的高選擇性以及節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)日益突顯出來(lái)，人們對(duì)膜技術(shù)的興趣也越來(lái)越大，膜技術(shù)的不斷進(jìn)步正好迎合了水處理技術(shù)發(fā)展的要求，與此同時(shí)膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大也使得膜分離技術(shù)不斷成熟和發(fā)展，膜分離的成本下降，又進(jìn)一步刺激了膜技術(shù)在水處理方向上的應(yīng)用。