膜分離作為一*在近40年來迅速發(fā)展為產(chǎn)業(yè)化的節(jié)能分離過程。40年來，電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化、膜接觸和膜反應(yīng)等過程相繼發(fā)展起來，在能源、電子、石化、醫(yī)藥衛(wèi)生、重工、輕工、食品、飲料行業(yè)和人民日常生活及環(huán)保等領(lǐng)域均獲得廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。社會的需求使膜技術(shù)應(yīng)允而生，也是社會的需求促使膜技術(shù)迅速發(fā)展，使膜技術(shù)不斷創(chuàng)新、進步、完善，成為單元操作，成為集成過程中的關(guān)鍵。下面就膜技術(shù)在水再利用中的作用簡述如下，包括海水和苦咸水淡化，飲用水凈化，地下水補救，廢水深度處理回用與資源化，傳統(tǒng)工藝改造和實現(xiàn)清潔生產(chǎn)等，這些已成為社會的共識，而且發(fā)展?jié)摿艽?，前景誘人。

    2.水資源開發(fā)、保護和飲用水凈化

    2.1　海水和苦咸水淡化[1,2,3,4,5,6]

    50年代提出反滲透（RO）的研發(fā)的目的是為了海水淡化，現(xiàn)在反滲透已成為海水和苦咸水淡化制取飲用水的手段，世界上反滲透淡化的水日產(chǎn)量達1千萬噸，是中東、沙漠地區(qū)、濱海和島嶼地區(qū)社會和經(jīng)濟發(fā)展的生命線。我國部分海島，艦船，濱海電廠，眾多苦咸水地區(qū)，包括西部地區(qū)，也用淡化水解決飲用水和工業(yè)的急需，可以預(yù)期，不久的將來，北方濱海城市會將海水淡化作為應(yīng)急用水和補充用水。

    近幾年來,在海水淡化招標中，SWRO以投資zui低，能耗zui省，成本zui低，建造周期短等優(yōu)勢而屢屢中標。是從海水制取飲用水的方法，一般電耗4－5 kWh/m3淡水。就是用二級RO生產(chǎn)含鹽量小于20mg/L的水，與離子交換結(jié)合生產(chǎn)純水，其經(jīng)濟性也可與其他方法競爭的。SWRO所以能如此成功，與其在膜、組器、設(shè)備和工藝等方面的創(chuàng)新性開拓是分不開的。

    在反滲透膜的發(fā)展方面，不對稱膜和復(fù)合膜是創(chuàng)新的兩個范例；反滲透膜組器技術(shù)的創(chuàng)新，使膜的性能得以充分的發(fā)揮，這里主要的是中空纖維反滲透器和卷式反滲透元件；與此同時，膜脫鹽用的關(guān)鍵設(shè)備，如高壓泵和能量回收裝置也得到快速的發(fā)展，特別是第三代能量回收產(chǎn)品---壓力交換器，它直接將壓力由濃海水傳給新進的海水，效率大于90％，這樣反滲透海水淡化的本體耗電降到3kWh/m3以下；據(jù)反滲透膜和組器技術(shù)的進步，SWRO工藝也不斷地發(fā)展，除上世紀80年代一級海水淡化工藝外，近年來又提出兩項新工藝---- 高壓一級海水淡化工藝和兩段法工藝，　進一步提高回收率達60％，這樣海水預(yù)處理省了，試劑用量少了，能耗更低了。

    2.2 飲用水凈化[1,2]

    環(huán)境的污染影響到飲用水的質(zhì)量，飲用水的質(zhì)量直接影響人們的健康，而人們生活水平的提高，對飲用水水質(zhì)要求越來越高，世界各國都在不斷改進飲用水的制備技術(shù)，如日本的MAC-21和新MAC-21計劃對微濾（MF）、超濾（UF）和納濾（NF）在除菌、去濁、去大分子膠體、TXM、農(nóng)藥、異味及部分SO42-、NO3-、F-、As等方面的作用進行了深入研發(fā)和肯定；反滲透幾乎可除去各種雜質(zhì)……家用MF、UF、NF和RO凈水器以及瓶裝、桶裝純凈水和礦泉水等，在國內(nèi)已很普遍。另外，電滲析可脫鹽和除氟，電化膜過程可對水消毒及可產(chǎn)生酸性水和堿性水，膜接觸器（MC）可去除水中揮發(fā)性有害物質(zhì)。所以，隨著城市化進程的加快，膜技術(shù)作為飲用水的預(yù)處理和深度處理，其作用也越來越顯著，將成為本世紀飲用水凈化的優(yōu)選技術(shù)之一。

    2.3 地下水補救[1]

    北方地區(qū)甚至蘇、浙地區(qū)的主要城市地下水超采十分嚴重，造成地下水位下降、呈漏斗形分布，地殼下降、地面塌陷，海水入侵和地下水污染等，僅靠天然降水難以彌補其欠缺，除控制開采量外，將污水或廢水進行處理后回灌是一良策，美國加州等地的實踐表明，這一措施十分有效。我國在有必需和有條件的地區(qū)，也應(yīng)盡早考慮這一問題。

    3　改造傳統(tǒng)工藝、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)

    與國外工藝相比，我國許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是耗水大戶，也是污水排放大戶。用*改造傳統(tǒng)工藝，降低能耗和水耗，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)勢在必行。用全氟磺酸羧酸離子膜電解取代傳統(tǒng)的汞陰極法和石棉隔膜法從NaCl水溶液制備NaOH和氯氣，該工藝電流效率高，能耗低，轉(zhuǎn)化率高，原料省，純度高，無污染及投資少。用RO、電滲析（ED）和電除離子技術(shù)（EDI）代替離子交換，可大大減少甚至消除廢酸、堿的排放并節(jié)約大量洗滌、再生用水。以超濾和納濾技術(shù)替代或部分替代傳統(tǒng)的沉降和離心工藝，進行蛋白、酶、染料、多糖和醫(yī)藥中間體等的純化濃縮，以及果汁、茶汁的澄清和濃縮等。以滲透汽化（PV）替代或部分替代傳統(tǒng)的蒸餾，進行脫水和除去少量揮發(fā)組份……都有顯著的節(jié)水、降耗效果。這些技術(shù)的推廣，必將在改造傳統(tǒng)工藝和節(jié)水減污中發(fā)揮更重大的作用。

    4　污水、廢水深度處理回用與資源化[1,7]

    近年來，我國每年排放污水量約400-500億m3，經(jīng)處理后排放的僅15-25%左右，由于污水到處橫流，使我國各大水系都產(chǎn)生不同程度的污染，水環(huán)境嚴重惡化，所以，加強污水治理，使之不僅達標排放，而且可大量回用，非常必要，這對消除污染，改善水環(huán)境，緩解水資源的不足，節(jié)約寶貴的水資源，及促進環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展等都是十分重要的；同時污水回用的經(jīng)濟和社會效益，又反過來促進和帶動污水再用的進一步發(fā)展，這樣既實現(xiàn)了污水的資源化，又推動了清潔生產(chǎn)。

    城市污水主要由生活污水和工業(yè)廢水組成，大體各占一半。現(xiàn)主要用集中的生物法（常規(guī)活性污泥法，A-B法，A2/0，水解一氧化，SBR，氧化溝等）處理，使之達標排放。為了實施污水資源化和清潔生產(chǎn)，除作好集中處理排放污水的回用外，一些點污染源的污水治理與回用也相當(dāng)重要，點污染源治理既可減輕集中處理的負擔(dān)，又可保證集中處理的水質(zhì)，有時還可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。用傳統(tǒng)工藝與膜技術(shù)集成，可將污水或廢水變?yōu)椴煌|(zhì)標準的再用水，或使之循環(huán)回用，這樣既緩解了供求矛盾，又減少了污染，還促進了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前污水回用已有作工業(yè)冷卻水、灌溉用水和市政用水的大量實踐，經(jīng)濟社會和環(huán)境效益顯著。

    浸沒式膜生物反應(yīng)器對生活、食品和醫(yī)藥工業(yè)污水的處理，使之回用；超濾實現(xiàn)了涂裝行業(yè)（特別是汽車工業(yè)和鋁加工業(yè)）電泳漆和淋洗水的回收；用超濾處理紡織業(yè)和印染業(yè)中的退漿廢液和印染廢水使之分別返回上漿系統(tǒng)和印染系統(tǒng)再用，*，是較理想的處理技術(shù)；反滲透和納濾使電鍍廢水（鍍鎳、鍍鉻、鍍鎘、鍍金等）實現(xiàn)漂洗水中貴重電鍍藥劑的回用，以及漂洗水回用，基本可實現(xiàn)*的閉路循環(huán)[9,10]；滲析回收冶金、化工、采礦等行業(yè)的廢酸、堿使之再用，極大地減少了污染；用超濾處理含油污水，如油田回注水，原油污水，乳化油廢水和合纖油劑廢水等，也是值得大力推廣的工藝[8]。

    污水綜合深度處理方面[11,12,13]，污水處理用膜技術(shù)可除去懸浮微粒、病原菌，各種有機、無機物等，反滲透二級污水綜合深度處理，所得的不同等級的再生水可分別用于雜用水（消防、洗車、路面灑水……），灌溉用水，建筑用水，工業(yè)冷卻水，地下水回注，以至鍋爐用水。這些在技術(shù)上和經(jīng)濟上都是可行的。經(jīng)濟、環(huán)境效益顯著。地下水回注，既阻擋了海水入侵，又補充了地下水源，改進流域水質(zhì)，

   城市污水回用對緩解城市供水不足，節(jié)省珍貴的水資源，減輕水污染和改善水環(huán)境的作用是非常顯著的，大量的實踐證明了污水回用的可行性和經(jīng)濟性，隨著人們環(huán)境意識的增強和生活水平的提高，對污水回用要求也會越來越高，由于膜技術(shù)的特點，技術(shù)的不斷進步以及處理成本的不斷下降，膜技術(shù)在污水回用領(lǐng)域今后更將大有用武之地，發(fā)揮更大的作用。

    5　結(jié)語

    早在50年代，為解決“水的危機”，提出了膜分離技術(shù)，隨著膜技術(shù)的不斷進步和水資源匱乏的日益嚴重，膜技術(shù)作為可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)之一，必將倍受重視，并繼續(xù)在水資源開發(fā)和保護、飲用水凈化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和推進清潔生產(chǎn)等方面發(fā)揮更大的作用。