超濾膜技術在環境工程水處理中的應用

王應威

摘 要：隨著超濾技術在水處理領域的不斷推廣和膜材料性能研究的不斷深入，膜法水處理過程中超濾膜材料及超濾工藝的穩定性問題越來越受到人們的重視。超濾波技術在環境工程水處理中的應用，有助于提高水處理效率，提升處理質量，降低能源消耗。為此，本文主要對環境工程水處理中超濾膜技術的應用進行了探討，以期為超濾工藝水廠的運行管理提供一定的參考。

關鍵詞：超濾膜技術；環境工程；水處理

我國經濟大力發展背景下，開發消耗難以清晰技術的資源、能源，隨即令原有生態環境體系產生諸多機理紊亂跡象，對于人們正常生活秩序造成深度影響，至此環境工程大力布置運行，目的是盡量減少對環境的隨意性污染和破壞行為，為日后生態環境、經濟可持續發展前景同步綻放，提供保障。超濾膜技術目前已經被成功地認證為懸浮顆粒和膠體物質的特殊屏障，能夠全方位貫徹兩蟲、藻類、病毒、水微生物體的祛除指標。此類技術模式運作效率高、能源耗費數量少、控制范圍廣闊，因此在污水處理中應用得最為廣泛。只要我們加強研發能力，努力推動膜技術產業的發展，依靠科技進步，提高產品質量，降低成本，增加品種，擴大應用面提高膜技術應用的工藝設計、系統成套能力，膜制備和膜組件水平，擴大膜品種及相關機電產品，就能使我國超濾膜得到廣泛的發展，在水處理領域中發揮更大的作用。

1 超濾膜技術概述

超濾膜技術的作用是溶劑和部分分子量較低的溶質在溶液的壓力作用下通過超濾膜的微孔到達超濾膜的另一側，其他分子量較高的溶質則被保留下來，以便從溶液中分離。超濾膜發揮截留高分子溶質的主要是通過篩選作用來實現的，然而超濾膜表面的一些化學成分也能發揮截留高分子溶質的作用，如：超濾膜的靜電作用。超濾膜通常具有分離性能和物化性能， 超濾膜的分離性能主要包括切割分子量、截留率以及水通量，而其物化性能則是超濾膜的

耐化學藥品性能、機械強度、耐熱溫度范圍以及適用PH值范圍等。超濾膜技術是一種介于納慮和微濾之間的分離、凈化以及濃縮溶液的膜透過分離技術。超濾膜技術能夠有效地截留溶液中的膠體物質和懸浮顆粒，且能夠有效去除水中細菌、兩蟲、藻類以及水生生物，實現溶液的濃縮、凈化以及分離。

在環保工程的水處理方面，超濾膜有著低能耗、低壓力操作、大通量以及高分離利率的優點，此外，超濾膜技術還能夠對溶液中的可利用物質進行有效地回收，被廣泛應用于現目前的環保工程水處理方面，如：凈化飲用水、淡化海水以及回收食品工業污水等水處理方面。

2 超濾膜技術在環境工程水處理中的應用

膜技術是一門嶄新的跨學科實用技術，膜分離過程是一種無相變、低能耗物理分離過程，具有高效、節能、無污染、操作方便和用途廣等特點，半個世紀以來，膜技術已在許多領域中得到廣泛地應用，被公認為是當代最有前途的高新技術之一，超濾膜從20世紀90年代得到廣泛應用。因其優點，目前被廣泛應用于飲用水凈化、生活污水回收、含油廢水、紙漿廢水、海水淡化等水處理。

1）居民飲用水的凈化。經濟發展的同時也給水環境造成了嚴重的污染，尤其是飲用水的凈化需要亟待解決。隨著超濾膜技術的不斷進步，其在飲用水的凈化方面也取得了良好成，二者組合的過濾工藝是當前也是對生活污水進行高度凈化的重要技術之一，大量數據表明，該組合技術可以有效實現出水CODCr穩定在30mg/L，且NH3-N能夠維持在最低0.2mg/L，同時有著高達九成的去污凈化效果，也就是說經過凈化處理的水可以直接回收利用。

2）電鍍工業廢水。電鍍行業涉及較多的重金屬，其廢水中鉻、鋅、鎘、鎳、銅等重金屬離子含量大，難以被微生物有效吸收，若采用電解法進行處理則又需要耗費較多的成本，影響企業的經濟效益，因此電鍍工業廢水處理成為企業發展的難題。自超過濾技術產生后該項困難有所解決，由于超濾膜的過濾孔徑較小，加之反滲膜連用技術的運用，可有效處理掉電鍍廢水中大量的重金屬離子，以及其他有機碳和硝酸鹽等，根據相關實踐表明，超濾膜技術除去的鎳達到99.8%，有機碳多余87%，硝酸鹽達到95%。可見，該技術對電鍍廢水的處理效果十分明顯，對降低電鍍廢水造成的環境污染治理有著顯著成效。

3）含油廢水處理。含有廢水在工業廢水中所占比例較大，根據廢水中含有狀態的不同，主要分為浮油（漂浮于污水表面的油脂）、散油（混合在污水之中）、乳化油（油內含有乳化劑），由于存在狀態不同，對其進行處理的難易程度也有差別，想浮油與散油可以通過沉降、分離、活性炭吸附等方式除去，但是對于乳化油的處理則較難，一般是機械方式難以有效處理，需借助超過濾技術進行。由于超濾膜只允許低分子物質與水透過，而乳化劑中的有機物與表面活性劑等直徑較大，無法穿過超濾膜進入濾液，同時在出油過程中BOD與COD也被有效的除去。

4）海水淡化的處理。淡水資源有限，隨社會的不斷發展，導致地球上淡水資源短缺。海水是組成物質最為豐富的水資源類型，隨著社會的不斷發展，所以海水淡化處理工作是一項非常龐大的工程。海水淡化是目前有效解決淡水資源短缺的重要方法之一。海水淡化技術已經經歷了很長一段發展時間，并且取得了一定的成績。就目前而言，電滲技術雖然可以有效的實現海水的淡化，但是在水的回收方面卻效率非常的低下，能耗較高。但是反滲技術的使用可以有效的解決上述問題，海水淡化工程中使用反滲技術目前已經成為一項非常重大的技術改革。反滲技術的使用可以有效的降低能耗，不僅如此，還可以有效的降低總成本，提升海水的脫鹽率。隨著社會的不斷發展，反滲技術得到了進一步改革進步，在海水淡化方面膜技術的使用也有了一定的起色，特別是超濾膜技術。超濾膜技術主要的特性是具備強大的分離作用以及極大的物化作用。所以其被使用在海水淡化處理中。在海水淡化處理過程中，超濾膜技術的使用可以有效的控制反滲系統中進水水質，最大程度的提升海水淡化的水質。

5）造紙廢水處理。就目前而言，在對造紙廢水分離技術方面的主要研究成果有：一是對副產生品進行回收，對木素進行綜合利用；二是有效濃縮造紙剩下的漿液；三是去除制漿廢水中的有害物質等，比如漂白粉。當分子量為2000u的PES200（聚醚砜）膜對造紙SCMP（硫化化機漿）廢水進行處理時，其對濾過膜進行清洗后，過濾量可以達到98%。大量數據顯示，在處理工業廢水時，需要將溫度控制在合理的范圍內，15℃最適宜，此外在壓強0.1MPa，0.8μm以及50nm的無機陶瓷膜聯合使用時效果比較好，其中0.8μm無機膜能夠去除30%-45%的COD，而50nm的無機膜效果更好，能夠去除55%-70%的COD。

6）回用城市污水。城市污水是一種重要的水資源，隨著我國水污染問題的愈發嚴重，將超濾膜技術應用于城市污水回用，日漸引起了人們的關注。西方國家費了很大的精力處理廢水，處理后確僅僅是將其通過排水管網排到地表水源中，這種作為非常不合理。再次，超濾因為其價格方面的優勢為污水的回用提供了一種有吸引力的解決辦法。其實，從城市污水處理廠和工廠中排出的廢水，是作為工業用水，甚至是飲用水的一種非常好的水資源。這在技術上是完全可以實現的。

3 結束語

總之，由于超濾膜技術在水處理方面的諸多優點，在很多國家超濾膜技術都應用于飲用水處理，在我國則主要用于工業領域的廢水回用。目前在我國，超濾膜技術在電力、鋼鐵、化工等工業廢水處理領域，都得到了較多的應用。隨著工業的發展，超濾膜技術將具有越來越廣闊的應用和發展前景。

參考文獻

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