淺談超濾膜技術在環境工程水處理中的應用

摘要：隨著我國經濟的快速發展，環境工程受到了人們的廣泛關注，在水處理中，超濾膜技術得到了普遍應用。其具有強大的分離性能與物化性能，在飲用水凈化、海水淡化、污水處理、含油廢水處理、電鍍廢水處理中應用普遍，并且取得了很好的成果。本文主要在概述超濾膜技術的基礎上，闡述超濾膜技術在環境工程水處理中的具體應用。

關鍵詞：超濾膜技術；環境工程；水處理

超濾膜技術就是一項可以凈化、濃縮、分離溶液的膜分離技術，超濾膜孔徑在0.002-0.1μm之間，介于微濾與納濾之間。相較于傳統分離工藝而言，超濾膜技術具有分離效率高、耗能低、操作壓力小、可回收有用物質的優勢，在環境工程水處理中得到了廣泛應用。同時，在科學技術不斷發展的形勢下，超濾膜技術的應用前景越來越廣泛。

一、超濾膜技術概述

（一）基本原理

超濾指的就是溶液在壓力作用下，一些低分子溶質、溶劑穿過膜上微孔，到達膜的另一側，而高分子溶質或者其它乳化膠束團被截留，實現了溶液分離。其截留機理就是篩分，然而膜的表面化學特性也會發揮一定的截留作用。在進行超濾分離的時候，主要是在對料液施加壓力之后，吸附高分子物質、膠體物質，在截留、篩分等作用下，實現分離效果。超濾法截留的水分子量大于500，直徑是0.005-10μm的膠體與大分子，如病毒、細菌、蛋白質、淀粉、油漆色料等。

（二）優劣勢

超濾膜技術在環境工程水處理中的優勢主要包括：一是，超濾膜的出水水質好，并且非常穩定，出水濁度基本和原水水質相差無幾，一般小于0.1NTU；二是，出水中微生物的安全性較高，借助超濾膜能夠完全截留水中的隱孢子蟲、細菌等致病菌；三是，消毒副產物產生較少，出水化學安全性較好；四是，在進行超濾之前，可不需要添加任何混凝劑，或只需要添加少許，所以，超濾膜的出水中不含有錳、鐵等金屬離子超標問題；五是，超濾水廠的供水規模非常靈活，只要對超濾膜組件進行相應的增加或者減少，就可以適應任何規模的供水處理，并且易于擴建；六是，超濾工藝非常簡單，主要就是將壓力看成是推動力，便于操作，同時也方便控制與維修；七是，超濾膜裝置的集約化、模塊化、標準化，縮短了傳統水廠處理的周期，減少了占地面積，極大的提高了處理效率。

超濾膜技術在環境工程水處理中的劣勢主要包括：一是，去除氨氮等溶解性物質的能力較差；二是，對工作環境要求非常高，一定要放置在有遮擋的位置，防止直接照射，并且不可以冰凍。

二、超濾膜技術在環境工程水處理中的具體應用

（一）飲用水凈化

現階段，隨著我國水污染問題的不斷加劇，新的水質問題越來越突出，比如隱孢子蟲與賈第蟲問題、紅蟲與水蚤問題、生物穩定性問題、藻毒問題，等等。而在飲用水凈化中應用超濾膜技術的時候，可以有效去除水中含有的水蚤、細菌、藻類、原生動物等，同時對水中致病微生物、天然有機物、氨氮、有機污染物、濁度等有著很好的處理效果，可以極大的滿足人們對飲用水的要求。例如，在實際飲用水處理中，以混凝沉淀方式進行預處理，借助中試試驗，研究浸沒式超濾膜處理工藝可知，其通過對水中致病微生物、天然有機物、氨氮、有機污染物、重金屬、濁度等設置多級屏障，減少水中雜質，實現凈化飲用水的效果。

（二）海水淡化

在地球上，海水是非常豐富的水資源，在淡水資源日益緊缺的形勢下，海水淡化成為了解決淡水資源緊缺的重要手段。通過多年的實踐研究，海水淡化技術取得了很大的進步。在醫藥、電子行業快速發展的形勢下，對純水、超純水的需求量越來越大。運用反滲技術予以海水淡化與制備純水是一項具有突破性的技術，不僅可以降低能源消耗與成本，還可以達到很高的脫鹽率。在反滲技術不斷發展與進步的形勢下，膜技術得到了很大的發展，并且在海水淡化與制備純水中得到了廣泛應用，特別是超濾膜技術。因為超濾膜具有強大的分離性能、物化性能，在海水淡化與制備純水中應用的時候，可以對反滲系統進水水質進行嚴格控制，增加反滲透膜使用時間，減少制備純水成本。

（三）污水處理

隨著社會經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提高，人們對環境質量要求日益提高，相應的污水排放標準也在不斷提升。超濾膜技術以分離效率高、耗能低、操作壓力小、可回收有用物質的優勢，在污水處理與中水回用中得到了普遍運用。在實際運用，通過膜生物反應器實現了傳統生物處理和超濾膜技術的結合，借助超濾膜分離效率高的優勢，不僅可以確保出水水質優良，還可以對水中微生物進行截留，提高反應器污泥濃度，促進反硝化細菌、硝化細菌等細菌的增加，從而提高除磷脫氮效率，實現預期的處理目標。隨著節約型社會的不斷建設，水資源重復利用受到了人們的廣泛關注，使得中水回用得到了長遠發展。在污水處理與中水回用中，超濾膜連續超濾技術能夠有效提高回用水水質，極大的節約了水資源。

（四）含油廢水處理

含油廢水主要包括三種狀態：浮油、乳化油、分散油。針對浮油、分散油而言，處理相對容易，可以運用機械分離、活性炭吸附、凝聚沉淀等技術進行處理，盡可能降低油分。然而，針對乳化油而言，其中含有一些有機物與表面活性劑，油分均是以微米級離子存在于水中，粗粒化法、重力分離的難度都比較大，此時，運用超濾膜技術，可以有效濾過低分子與水，除去水中的油分，同時除去BOD、COD，完成油水分離。

（五）電鍍廢水處理

電鍍工業用水非常多，進而產生的廢水量也非常大。因為電鍍工業的特殊性，產生的廢水中經常含有鎳、鎘、鉻、銅、鋅等重金屬離子，同時還含有一些氰化物，對動植物、人體等有著嚴重的威脅，一定要對其進行有效的處理，這樣才可以保證動植物與人體的健康發展。對于電鍍廢水而言，無法用微生物對其中含有的離子進行吸收，其可生化性非常小。運用鐵氧化法處理電鍍廢水的時候，出水中污泥含量非常大，并且具有很大的色感，處理效果并不理想；運用電解法處理電鍍廢水的時候，需要消耗很大的電量，并且投資較多，導致其處理經濟效益較差。而運用反滲膜技術與超濾膜技術處理電鍍廢水的時候，可以對電鍍廢水中含有的雜質進行有效去除。一般而言，其處理效果為：可以去除87%的總有機碳、98%的硝酸鹽、99%的鎳；與此同時，超濾膜技術的運用，可以在很大程度上降低了滲透膜污染，增強了滲透膜的通能量，具有很好的電鍍廢水處理效果，減少了電鍍廢水對環境的污染程度。

結束語

總而言之，隨著社會經濟的快速發展，水資源的日益緊缺，水行業面臨著巨大的挑戰。為此，在日常生活、生產過程中，一定要重視水處理，采取合理、科學的處理技術，提高水資源的重復利用效率，盡可能節約水資源。超濾膜技術以其分離效率高的優勢在水處理中得到了廣泛應用，并且處理效果較好，具有非常廣闊的運用前景。

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