環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)應(yīng)用研究

摘要：超濾膜技術(shù)具有分離作用，是依照溶劑和溶質(zhì)可分離的原理，將不同物質(zhì)通過多層膜進(jìn)行分離。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用環(huán)境工程，可以對(duì)工業(yè)廢水、飲用污水、造紙污水等進(jìn)行處理，但是在使用會(huì)產(chǎn)生膜污染問題，需要借助臭氧、活性炭等進(jìn)行預(yù)處理，保證污水處理的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程;超濾膜技術(shù);污水處理

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.055

Research on application of ultrafiltration membrane technology in environmental engineering water treatment

Zhou Li'na

（Jiangxi Ganan Testing Technology Co.，Ltd.，Nanchang Jiangxi 330000，China）

Abstract：Ultrafiltration membrane technology has a separation function， which is based on the separation of solvents and solutes to separate different substances through multilayer membranes. The application of this technology to environmental engineering can treat industrial wastewater， drinking wastewater， papermaking wastewater， etc.， but it will cause membrane pollution problems in use， and ozone， activated carbon， etc. need to be pretreated to ensure the quality and efficiency of wastewater treatment.

Key words：Environmental engineering;Ultrafiltration membrane technology;Sewage treatment

人類生產(chǎn)和生活的各個(gè)方面都離不開水，但地球上水資源是有限的，不可能用之不盡，必須重視污水的處理。在許多廢水處理技術(shù)中，超膜濾技術(shù)是環(huán)境工程中水處理中常用的技術(shù)。通過該種技術(shù)處理污水、廢水，可以有效凈化水污染，保護(hù)水資源，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用。

1 超濾膜技術(shù)

1.1 超濾膜技術(shù)簡述

超濾是充分利用溶劑和溶質(zhì)可分離的原理，借助過濾膜，將高分子溶質(zhì)或者或其他乳化膠束隔離到膜的另一端，以實(shí)現(xiàn)與溶液分離的。這種方式屬于篩分影響，有時(shí)膜表面的化學(xué)功能也會(huì)產(chǎn)生扣留的效果。膜分離技術(shù)是在流體供應(yīng)上受到一定壓力后，由于表層對(duì)膜的初始吸收和黏附以及較小的間隙，聚合物主體和膠體被堵塞在孔隙中，機(jī)器的膜表面有三層篩分效果，避免污染水資源，但是水、無機(jī)鹽和低分子量物質(zhì)進(jìn)入另一端。維持微膜技術(shù)分子量的測定范圍約為500～500 000，相應(yīng)的孔徑約為0.002～0.1μm，操作過程中的靜壓差通常為0.1～0.5 MPa，分離出的直徑約為0.005～105m。

1.2 技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

一是優(yōu)于以往方法。該種技術(shù)清除效果非常好，所產(chǎn)生的水的質(zhì)量優(yōu)于以前的方法，完全純凈或顯著減少了化學(xué)試劑的使用，以防止再次污染。二是安全性高。該種技術(shù)可以實(shí)施編程化管理，安全性高，操作簡單方便，機(jī)器只有啟動(dòng)和停止兩個(gè)，具有較高的運(yùn)作效率。三是具有優(yōu)良的耐化學(xué)性。該種技術(shù)具有耐酸，耐堿和耐水解性，能夠應(yīng)用各種情況當(dāng)中。四是耐高溫。耐熱溫度可以達(dá)到140℃，可以承受高溫蒸汽或者氧乙烷環(huán)可以殺死細(xì)菌。它們可以在較寬的pH值范圍內(nèi)使用，可以與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿以及各種有機(jī)溶液一起使用。五是過濾效果顯著。清潔非常準(zhǔn)確，它可以有效過濾水中99.99%的膠體物質(zhì)、細(xì)菌、懸浮物和其他有害物質(zhì)，使用的成本也比較低，與傳統(tǒng)的水處理系統(tǒng)一樣。污水通過濾膜過濾干凈，提升凈水效果并能重復(fù)利用，這能夠改變傳統(tǒng)技術(shù)下工業(yè)廢水不達(dá)標(biāo)的問題，是治理污水的有效措施。

2 環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)應(yīng)用研究

2.1 凈化飲用水

隨著工業(yè)城市的發(fā)展，水污染問題威脅著人類安全，減緩城市文明建設(shè)，是當(dāng)下社會(huì)大眾極度重視的話題。水污染的主要原因是病原體和藻類，有必要提高水的純度，保證飲水安全。飲用水安全與人體健康直接相關(guān)，這對(duì)飲用水凈化要求提出更高的標(biāo)準(zhǔn)，超濾膜技術(shù)作為一種新型技術(shù)，通過經(jīng)過反滲透或超濾處理，再經(jīng)內(nèi)置的加熱或制冷裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)凈化水的加熱或制冷，從而使用戶得到可飲用熱水或冷水。

2.2 處理市政廢水

有效的市政廢水處理，可以大大節(jié)省水資源，促進(jìn)城市生活生產(chǎn)。處理城市廢水的技術(shù)主要有離子交換、超濾膜技術(shù)、反滲透等。超濾膜技術(shù)應(yīng)用于城市污水的處理中，是以吸附、篩分、靜電3個(gè)基本原理加實(shí)施的。超濾膜技術(shù)可以有效過濾生活污水、管道污水和地表沉積物，并去除污水中的有害物質(zhì)和有害微生物。該種技術(shù)的應(yīng)用具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，過濾過程中，不會(huì)發(fā)生質(zhì)變，可平穩(wěn)運(yùn)行。第二，設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)精巧，容易操作。第三，對(duì)不同的分子量物質(zhì)進(jìn)行分類處理，分離效果顯著，設(shè)備自動(dòng)化顯著。第四，應(yīng)用范圍比較廣，對(duì)水質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)。在該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用，可以以有效地提升市政廢水的再利用效率，推動(dòng)城市發(fā)展和進(jìn)步。

2.3 處理工業(yè)污水

社會(huì)的進(jìn)步，促進(jìn)了食品工業(yè)的快速發(fā)展。許多廢水的生產(chǎn)都是由公司生產(chǎn)形成的。工業(yè)廢水包含許多用于生產(chǎn)之后產(chǎn)生的物質(zhì)，例如：脂肪、淀粉、酵母、蛋白質(zhì)等，這些物質(zhì)都有一定的并且具有很高的加工價(jià)值。食品工業(yè)的生產(chǎn)過程需要及時(shí)處理，因?yàn)樗鼤?huì)釋放大量的BOD和BOD以及高有機(jī)含量的廢水，從而影響人體健康和環(huán)境安全。在現(xiàn)實(shí)中，若是不及時(shí)加以處理，就會(huì)打破自然沉降的平衡，成為水污染和環(huán)境污染的源頭，在一定程度上還會(huì)影響人體健康。而應(yīng)用超濾膜技術(shù)可以對(duì)污水進(jìn)行處理，回收這些脂肪、淀粉、酵母等有用物質(zhì)并加以利用，保證水資源使用安全。膜超濾技術(shù)可實(shí)現(xiàn)食品工業(yè)廢水的高效科學(xué)處理，有效地阻止BOD和BOD廢水，減少環(huán)境污染。

2.4 去除含油污水

含油廢水的3種主要類型是浮油、混合散油和乳化油，這3種含油廢水對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重，影響城市綠化和人身健康安全。借助、活性炭、沉淀等一般物理過濾手段，很容易處理浮油、混合散油，實(shí)現(xiàn)廢水凈化。但是，對(duì)于含乳化油的污水，通常的過濾或吸附處理不能達(dá)到凈化標(biāo)準(zhǔn)，因此應(yīng)使用非常有效的凈化方法，例如超濾膜。使用超濾膜技術(shù)，通過使水和小分子穿過膜并捕獲懸浮的油性分子，可以輕松去除含有完全去除的油的乳液，以去除氧化物質(zhì)，變廢為寶，凈化水源。

2.5 處理造紙污水

在造紙廢水處理過程中，超濾膜技術(shù)可以過濾水中的木質(zhì)素和漿液，提高過濾和濃度，收集木質(zhì)素以用于造紙生產(chǎn)，并提高懸浮液的濃度。同時(shí)，它可以有效過濾有毒物質(zhì)。增白粉，例如污水中的增白粉。將超濾膜技術(shù)用于造紙廢水處理可以大大提高處理效率和回收效率，減少污染，有效降低造紙成本。

3 預(yù)處理對(duì)膜過濾性能的影響

3.1 臭氧預(yù)處理

日本的S Sawada等人研究了臭氧預(yù)氧化對(duì)孔徑為0.1μm的PVDF微濾膜的過濾性能的影響。實(shí)驗(yàn)使用5.0 mg / L的腐殖酸和10 mg / L的高嶺土制備原水，然后向水中添加4.5 mg / L，臭氧，這種處理方式的滲透流量是原來未經(jīng)處理的2倍。在一定劑量下，過濾阻力降低;當(dāng)停止劑量時(shí)，過濾阻力增加。臭氧可以降解水中的有機(jī)物質(zhì)（腐殖酸），而有機(jī)物質(zhì)（腐殖酸）通過臭氧可以分解成不易黏附的物質(zhì)，在一定程度上增加膜過濾效果。臭氧預(yù)氧化對(duì)于改善膜過濾性能是有用的。但是，在這種預(yù)處理方法中，需要考慮臭氧氧化的副產(chǎn)物（如溴酸鹽）和對(duì)膜單元的臭氧耐受性也是需要解決的問題。

3.2 活性炭預(yù)處理

應(yīng)用大表面積的吸附能力的活性炭（GAC或PAC）和吸附劑，可以用于吸收溶解性有機(jī)物，剔除原水中的雜質(zhì)，提升超濾膜滲透水通量，減少不必要的阻力，保證飲水的可行性。使用董秉志等人應(yīng)用粉末活性炭和超濾處理黃浦江原水。試驗(yàn)表明，粉末活性炭混合物能有效提高有機(jī)物去除效果;粉末活性炭不會(huì)增加膜的過濾阻力，可以很好地清除膜表層的污染情況，以此有效地提升膜過濾效果。James A. Nilisont 等人使用PAC作為NF處理劑，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)PAC無法有效防止膜污染。他們認(rèn)為疏水性物質(zhì)是造成膜污染和膜流量低的主要原因。但是，只有PAC可以有效地去除喜歡水的有機(jī)材料，并且對(duì)去除喜歡水的有機(jī)材料的作用很小。因此，PAC在膜過濾中沒有太大作用?；钚蕴繉?duì)膜過濾性能的影響是吸收大量可污染膜，降低過濾阻力和提高膜透水性的有機(jī)物質(zhì);不利的一面是它在去除有機(jī)物方面也有一定限制;同時(shí)吸附的活性炭長時(shí)間在膜表面上，它可能會(huì)在碳分子內(nèi)部產(chǎn)生微生物并污染膜。

4 結(jié)論

在現(xiàn)代生活中，生活生產(chǎn)都離不開水，水是人們賴以生存的重要物質(zhì)，水質(zhì)量高低不僅反映生活質(zhì)量，也事關(guān)人們身心健康。為此，水體處理單位應(yīng)該始終秉承著為人民服務(wù)的總之，結(jié)合不同水源情況實(shí)施有效處理，保證水質(zhì)干凈。超濾膜技術(shù)作為信息技術(shù)下的產(chǎn)物，對(duì)工業(yè)廢水、飲用污水、造紙污水等污水處理，具有顯著效果，這得益于它本身具有的分離、物化等特點(diǎn)，當(dāng)然為了保證該項(xiàng)技術(shù)有效實(shí)施，還應(yīng)該注重膜表面的附著物的清理，借助臭氧處理、活性炭等加以處理，保證水凈化的質(zhì)量和效果。

參考文獻(xiàn)

[1]杜永強(qiáng).環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用研究[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2019（5）：74-74.

[2]尹修源.環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2019（1）：71.

收稿日期：2020-05-23

作者簡介：周麗娜（1984-），女，漢族，碩士研究生，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程水污染工程。