净水神器——分离膜

我国宁波江东自来水厂的超滤膜水处理工程实景照片，该厂每天用膜法生产20万吨优质饮用水，是目前我国最大的超滤膜处理市政饮用水的工程项目。资料图片

【科普小博士】

随着科学技术的发展，“膜”这个名词逐渐进入公众的视野。膜是什么？其实膜是人类最亲密的朋友。众所周知，构成动物和植物的最小基本单元是细胞，细胞的外壁是细胞膜，称为生物膜。生物膜能维持动物、植物生命的正常运转，它具有自动调节生物体内水与电解质平衡的奇特功能，一旦这种平衡失调，人就会生病。

生物膜惊人的功能和效率，给人类带来了无限灵感。半个世纪以来，科学家们研究出许许多多不同特点的人工合成高分子功能膜，这些膜的功能层厚度只有零点几到几个微米，但却威力无比、神通广大，具有物质分离、物质转化及识别、能量转换、电荷传导、信息传感、控制释放等神奇的功能。

其中研究时间最长、技术最成熟、用途最广泛的当属物质分离功能膜，简称分离膜。分离膜的种类很多，这里我们着重介绍四种用于水处理的分离膜——微滤膜、超滤膜、纳滤膜及反渗透膜。这四种膜的共同点是能透过水，不同的是它们从水中去除物质的种类及分子大小等级各不相同。微滤膜能从水中去除0.05微米~10微米的悬浮颗粒；超滤膜能从水中去除5~100纳米的有机大分子、细菌和病毒；纳滤膜能从水中去除一个纳米以上的有机小分子、二价或多价盐；反渗透膜能从水中去除单价盐在内的物质。

目前，由我国科学家研制的分离膜正在水处理领域广泛使用，不仅能进行生态修复，还可以将取之不尽、用之不竭的海水变成淡水，解决全球性淡水资源匮乏的问题；并能将微污染的江水、河水、湖水、地下水等净化成干净的饮用水。

(作者为清华大学化工系教授 陈翠仙)