膜分離技術(shù)作為現(xiàn)代水處理領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，憑借其高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，在飲用水凈化、工業(yè)廢水處理、海水淡化等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
一、微濾(MF)：基礎(chǔ)屏障的物理過(guò)濾
微濾膜的孔徑范圍為0.1-10微米，主要依賴(lài)篩分機(jī)制截留懸浮物、細(xì)菌(如大腸桿菌等)及大顆粒膠體。其運(yùn)行壓差通常為0.7bar，能耗較低，適合作為預(yù)處理工藝。
截留效率：微濾對(duì)粒徑>0.1微米的顆粒截留率可達(dá)99%以上，但對(duì)病毒(如20-300nm的諾如病毒)截留能力有限。
應(yīng)用場(chǎng)景：微濾在飲用水處理中可降低濁度至0.1NTU以下，細(xì)菌去除率超過(guò)95%;在食品工業(yè)中用于果汁澄清時(shí)，可保留90%以上的風(fēng)味物質(zhì)。
局限性：無(wú)法去除溶解性有機(jī)物(DOM)及離子態(tài)污染物(如鈣、鎂離子)，需配合后續(xù)工藝實(shí)現(xiàn)深度凈化。
二、超濾(UF)：精準(zhǔn)分離大分子物質(zhì)
超濾膜孔徑縮小至0.002-0.1微米(對(duì)應(yīng)分子量1000-100000道爾頓)，通過(guò)物理篩分和表面吸附雙重作用截留蛋白質(zhì)、膠體及部分病毒。其操作壓差提升至1-7bar，需更高能耗。
截留性能：對(duì)分子量>10kDa的大分子有機(jī)物(如腐殖酸)截留率超過(guò)90%，但對(duì)單價(jià)離子(Na?、Cl?)幾乎無(wú)截留作用。
經(jīng)濟(jì)性：超濾系統(tǒng)在市政供水中的噸水處理成本約為0.3-0.5元，較傳統(tǒng)砂濾工藝降低20%。
典型應(yīng)用：醫(yī)療廢水處理可去除90%以上的病原微生物，符合《醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。 海水預(yù)處理與反滲透聯(lián)用時(shí)，可延長(zhǎng)RO膜壽命30%-40%。
三、納濾(NF)：選擇性分離的多功能膜
納濾膜孔徑約1nm(對(duì)應(yīng)分子量200-400Da)，兼具篩分和電荷排斥效應(yīng)，對(duì)二價(jià)離子(如Ca²?、SO?²?)截留率高達(dá)90%-98%，但對(duì)單價(jià)離子(如Na?)脫除率僅為20%-80%。運(yùn)行壓力提升至3.5-16bar，需中高壓驅(qū)動(dòng)。
脫鹽效率：對(duì)硫酸鎂(MgSO?)的截留率可達(dá)95%以上，而對(duì)氯化鈉(NaCl)僅為40%-70%，這一特性使其在硬水軟化中極具優(yōu)勢(shì)。
能耗對(duì)比：納濾的能耗約為反滲透的50%-70%，例如處理苦咸水時(shí)，納濾噸水電耗為1.2-2.5kWh，而反滲透需2.5-4kWh。
色度去除：某地表水廠采用納濾后，色度由30 Pt-Co降至5 Pt-Co以下，且無(wú)需添加化學(xué)氧化劑。
放射性物質(zhì)處理：對(duì)鐳(Ra²?)的截留率超98%，顯著降低地下水放射性風(fēng)險(xiǎn)。
四、反滲透(RO)：極致精密的脫鹽技術(shù)
反滲透膜孔徑<0.1nm，僅允許水分子通過(guò)，幾乎完全阻擋溶解性鹽(脫鹽率>95%)及分子量>100Da的有機(jī)物。其運(yùn)行壓力隨進(jìn)水鹽度變化，苦咸水處理需5-20bar，海水淡化則高達(dá)50-84bar。
脫鹽能力：復(fù)合RO膜對(duì)海水(TDS 35000mg/L)的脫鹽率可達(dá)99.7%，產(chǎn)水TDS<500mg/L，滿(mǎn)足WHO飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
成本分析：全球海水淡化項(xiàng)目中，RO技術(shù)占比超65%，噸水成本已降至3.5-6元，較蒸餾法降低60%。
