超濾膜技術在環境工程水處理中的有效實踐

王良 張煥

【摘 要】水處理是環境工程的重要組成部分，其工作質量直接關系到城市居民的用水安全性以及水資源的利用率。做好水處理工作，是實現人與自然和諧發展，落實可持續發展目標的重要路徑，因此，如何利用新興技術提高水處理質量是社會各界關注的焦點。隨著科技的發展，人們發現超濾膜技術具有良好的水資源處理效果，并逐漸將其應用于環境工程水處理工作中。本文簡要闡述了該技術的原理以及在水處理中的應用優勢和劣勢，并從飲用水凈化、海水處理、工業廢水處理、城市污水處理四個角度，概述了該技術在環境工程水處理中的實踐形式，以期對生態環境保護工作的優化與發展產生積極的促進作用。

【關鍵詞】超濾膜技術;污水凈化;環境工程;水處理應用

資源匱乏、污水排放量大是我國水資源面臨的主要問題。而超濾膜技術既能夠對生活污水、工業廢水進行高效的處理，又能夠對海水資源進行有效的凈化，同時還具有成本低、能耗低的應用優勢。因此，了解超濾膜技術的原理、特點和優劣勢，探究其在環境工程水處理中的有效實踐形式，對于該技術的推廣普及、我國水處理能力的提升以及環境保護工程的有效開展具有重要的意義。

一、超濾膜技術的原理

超濾膜指的是孔徑規格一致，額定孔徑≤0.01μm的微孔過濾膜，能夠過濾、篩選出粒徑小于孔徑的溶質分子。而超濾膜技術則是一種以超濾膜為核心過濾介質，以膜兩側壓差為驅動力，對原液進行篩分和過濾的技術。當原液流經超濾膜表面時，在壓力差的作用下，粒徑小于膜額定孔徑的溶質分子會穿過超濾膜形成透過液;而粒徑大于額定孔徑的物質則被隔離在膜的進液側，形成濃縮液。目前，世界已知最小細菌的直徑為0.2μm，遠大于膜孔徑，因此，在利用超濾膜技術進行水處理時，不僅能夠實現大分子有機物、懸浮物、鐵銹、泥沙、膠體等大粒徑物質的截留，還能夠對細菌進行有效截留，從而獲得良好的污水凈化效果[1]。

二、超濾膜技術在水處理中的應用分析

（一）超濾膜技術在水處理中的應用優勢

超濾膜技術在水處理中的應用優勢體現在：（1）水處理效率高、處理量大，對于水污染較小的城市，其在飲用水處理方面具有較高的應用效率（2）材料化學穩定好。超濾膜具有良好的耐堿、耐酸、耐高溫特性，對于污染水的水質無特殊要求，因此，該技術具有良好通用性和適用性（3）技術原理簡單，可實現污水的自動化處理，從而有效節約水處理工作的人力投入。同時，該技術還具有運行安全穩定、易于維護、操作簡單等應用優勢（4）該技術屬于物理性過濾法，應用過程中無需加入任何化學制劑，從而有效避免水體的二次污染以及其它環境污染行為（5）可以通過調節濾膜孔徑對特定物質進行針對性過濾，一方面滿足不同的水處理需求;另一方面可以實現污水中特定物質的收集，這些收集到的物質加以簡單處理后可循環再利用。相較于傳統“徹底性”的污水治理模式，該技術更有利于資源的循環利用[2]。

（二）超濾膜技術在水處理中的應用劣勢

超濾膜技術的應用弊端主要有：（1）利用超濾膜技術進行水處理時，需要確保污水的供給壓力，尤其是一些污染嚴重的水體，只有在特定的供給壓力作用下，超濾膜技術才能徹底、有效地過濾掉水體中的雜質，獲得最好的治理效果。因此，優化驅動設備是應用超濾膜技術進行水處理的關鍵環節。而驅動裝備的更新和優化，會在一定程度上增加水處理工序的復雜度以及處理成本（2）超濾膜在長期使用后普遍會出現膜污染情況，不僅會影響水處理的質量和效率，還會增加處理設備的整體能耗。因此，需要定期進行超濾膜消毒或更換[3]。

三、超濾膜技術在水處理中的有效實踐

（一）海水凈化

我國人口基數大，對水資源的需求量也非常大，從而導致我國水資源始終處于相對緊缺的狀態。而我國海水資源十分豐富，若能通過相應的水處理技術，提升海水資源的利用率，則能夠有效緩解我國水資源緊缺的問題。目前，我國主要采用電滲技術進行海水的一次性淡化處理，但這種處理方法能耗極為龐大。而在海水淡化處理前，利用超濾膜技術對海水進行預處理，基于超濾膜突出的分離特性，率先過濾掉海水中大部分的微生物、懸浮顆粒以及鹽分，能夠有效降低后續淡化處理的能耗，提升處理效率。同時，還可以將超濾膜技術與反滲透技術結合使用，進一步提升海水凈化處理的效果[4]。

（二）飲用水凈化

隨著生活水平和質量的提高，國民對于生活用水的質量也提出了更高的要求。與傳統的飲用水凈化技術相比，超濾膜技術具有更好的原水波動適應能力，能夠有效實現膠體物質、懸浮顆粒、“兩蟲”、細菌、藻類、病毒、水生生物以及其它大粒徑有害物質的過濾，顯著提升飲用水的凈化效果。但對于可溶解性有機物、溶解性鹽、金屬離子以及其它小分子有機物的截留效果較差。因此，為滿足人們不斷提高的飲用水質量要求，通常采用混凝-超濾聯用、活性炭-超濾聯用等工藝技術進行飲用水凈化處理[5]。

（三）城市污水處理

隨著我國城市化建設進程的不斷深入，城市污水排放量顯著提升，使得城市污水處理成為環境工程水處理的重要工作內容。城市污水中富含大量病原生物、脂肪類物質和有機物，若處理不當，這些污水將會對城市周邊生態環境以及城市居民的身體健康造成嚴重的危害。利用超濾膜技術進行城市污水處理，基于超濾膜較強的物化和分離特性，能夠最大程度過濾掉污水中的病菌和有機物，對總磷、總氮、氯離子、總溶解離子進行有效截留，從而達到治理城市污水的作用。

（四）工業廢水處理

工業廢水處理是環境工程水處理的重點和難點。工業廢水具有排量大、種類多、成分復雜、環境威脅大的特點，不僅處理難度大，而且處理成本較高。而利用超濾膜技術進行工業廢水處理，能夠顯著提升廢水處理效率和質量，降低處理成本。例如，造紙過程的每個工藝環節都會產生工業廢水，導致最終排放出的造紙廢水，成分復雜，富含大量的有毒物質和化學成分，具有極大的危害作用。相較于傳統處理方法，運用超濾膜技術處理造紙廢水，不僅能夠基于超濾膜超高的截留率，顯著提升處理效果，還能夠將廢水中具有利用價值的化學物質有效收集，從而實現資源資利用。

結語：

綜上所述，超濾膜具有極強的分離性和極高的截留率，在環境工程中利用超濾膜技術進行水處理，不僅能夠顯著提升水處理質量、效果，降低處理成本，還能夠實現廢水中有價值物質的回收再利用?？梢?，該技術的應用，是提升水污染治理能力、實現資源循環利用的重要途徑，因此應得到廣泛的推廣。

參考文獻：

[1]張良.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用[J].能源與節能，2021（04）：98-99.

[2]梁國賓.環境工程水處理中超濾膜技術的應用[J].綠色環保建材，2021（04）：51-52.

[3]夏雪蘭.環境工程水處理中超濾膜技術的應用[J].中國資源綜合利用，2021，39（03）：194-196.

[4]張珊，鄧運全，孫林.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用探究[J].皮革制作與環保科技，2021，2（03）：50-52.

作者簡介：

王良（1990.04）男，漢，山西省大同市，本科，助理工程師/高級工，研究方向：水處理/環保。

（作者單位：華能左權煤電有限責任公司）