彩色图片为不同膜的分离性能。黑白图片为扫描电子显微镜下的微观形貌。任晓晶 制图

日前， 北京电视台播出2024北京优秀节水典型案例展播专题，其中《小水滴大功臣：“膜”法来袭》详细介绍了以膜技术为核心的污水资源化技术，不仅能灭菌，还能除盐，真正实现了水资源绿色可再生利用。那么，膜到底是什么，膜技术又有什么神奇“魔法”？

所谓膜，其实就是具有选择性分离功能的过滤材料。针对水中不同分子量的污染物，只要选择一个与它相应孔径尺度的膜，就可以实现有效截留，类似于我们日常生活中孔径大小不同的筛网和漏斗。但是与传统过滤方法不同之处在于，膜是一种能够在分子范围内进行分离的精细过滤介质，这主要归功于它的表面和内部分布着形态各异且大小不一的孔洞。这些孔洞的大小从微米到纳米甚至到埃米，可以针对不同分子量级别的污染物实现精准分离。具有不同孔径尺寸的分离膜又有各自的名称，如微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。

膜法水处理技术完全是一个物理过程，可以达到精确去污，并且没有副产物，是真正意义上的绿色环保技术。如今， 从环保领域的废水处理、污水回收和海水淡化，到食品行业的果汁浓缩、乳品分离和酒精提取，再到医学领域的血液分离、药物传递和人工器官的制备，甚至生物工程领域中酵素、细胞、蛋白质的纯化和浓缩，膜的身影随处可见，膜法已与我们的生活密不可分。

在水世界中，膜技术的应用仍面临一定的挑战，如功能化抗污染膜材料的研发、经济高效性膜组件的设计、低碳节能型膜设备的开发等，而这也正是北科院资源环境研究所的科研人员们一直不断研发创新的方向。通过深耕膜材料自主研发并与膜应用技术有效耦合，水资源研发中心的科研人员可以根据不同用户的来水情况、出水要求及不同膜应用工艺的需求，提供系列化膜处理集成设备和完善的技术服务。

相信随着新型膜材料的研发和膜技术研究的不断深入，一个充满科技魅力的膜法水世界，正引领我们走向水资源利用的新篇章。

（作者系北京市科学技术研究院2023年科普讲解大赛二等奖获得者、北京市科学技术研究院资源环境研究所研究员 任晓晶）

来源：科普时报