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膜技术及其在水处理中的应用膜技术的应用

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膜技术在水处理领域的应用是当前环保技术研究与实践中的热点,其对水质净化、资源回收与能源利用等方面具有重要价值。本文旨在从历史发展、理论基础、技术应用等方面,阐述膜技术在水处理中的重要作用及其应用现状。

膜技术源于自然界中生物体内的膜结构,它是生命活动的基础,也是许多自然现象中的重要组成部分。在人类早期,就已开始利用天然膜进行食品加工,如豆腐制作、腐皮制作等。在中国古代文献《淮南子》中便有记载,这标志着人类利用天然物制食用“人工薄膜”的实践已有悠久历史。

在2000多年前,人们在酿造、烹饪、炼丹和制药的实践中,利用天然生物膜的分离特性,如“皖蒲厚洒”、“弊箪淡卤”及“海井”淡化海水等。然而,中国在膜技术的后续发展过程中,虽然有少数人对此感兴趣,但其应用并未得到应有的推广。相比之下,国外在250多年前便注意到水能自发扩散通过猪膀胱进入酒精溶液的渗透现象,并于1864年成功研制出人类历史上第一片人造膜——亚铁氰化铜膜。然而,由于当时科技条件的限制,膜技术并未取得突破性发展。

进入20世纪中叶,随着物理化学、聚合物化学、生物学、医学和生理学等多学科的深入发展,电子显微镜等现代分析技术的应用,以及新型膜材料与制膜技术的不断创新,膜技术在工业领域得到广泛应用。特别是从20世纪50年代开始,随着大规模生产高通量、无缺陷膜及紧凑高效膜分离器技术的突破,膜技术在水脱盐、纯化、石油化工、轻工、纺织、食品、生物技术、医药、环境保护等领域展现出巨大的经济与社会效益。

从20世纪50年代起,每10年就有一种新的膜技术进入工业应用,如微滤、离子交换、反渗透、超滤、气体分离、渗透汽化等。最近30年,膜分离技术在水处理领域的应用日益广泛,包括渗透汽化、膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放等过程不断得到深入研究。膜技术正从第一代膜过程向第二代膜过程过渡,包括气体分离、蒸汽渗透、全蒸发、膜蒸馏、膜接触器和载体介导传递等技术。

本书汇集了膜技术领域的最新文献资料,旨在结合理论与实践,为环境工程、水处理等工程技术人员、高校师生及相关行业研究人员提供宝贵的参考资源。通过本书,读者可以深入了解膜技术在水处理领域的应用现状、前沿技术以及未来发展趋势。
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