環境工程水處理中超濾膜技術的運用

郭東蕊 劉一男

摘?要：超濾膜技術是一種膜分離技術，是利用膜之間的壓力差，多孔膜之間的攔截能力，將溶液中的大小不同的顆粒分離開來，達到凈化、篩分溶液組分的目的。超濾技術可以有效去除水中的微粒、膠體、熱源以及各種有機物質，與傳統的分離技術相比，超濾處理工藝是在常溫下進行，適合對藥物、酶、果汁等進行分離，且處理過程中不需要加熱和添加化學試劑，不會產生污染，操作簡單、去除率高、運行成本低，因此，廣泛應用在環境工程水處理工藝中。

關鍵詞：環境工程;水處理;超濾膜技術;運用

隨著我國環境工程建設的不斷發展，環境凈化技術也隨之得到了較大的進步，不斷有創新型的環境凈化技術被開發與應用，超濾膜技術就是其中典型的代表。超濾膜技術由于本身良好的過濾效果，所以被廣泛地應用到水污染的處理中，并取得了顯著的效果。超濾膜技術相對于傳統技術可以高效率回收污水，提高海水淡化效率，一定程度上解決我國面臨的水資源不均問題，同時大幅度提升環境工程水處理效率。

1 超濾技術在飲用水凈化處理過程中的應用

由于污水處理不當或者飲用水處理工藝簡單，導致飲用水中含有一定微生物、細菌、病毒等有害微生物，如果人體長期飲用這些不干凈的水源，則對人體健康產生很大的危害，并誘發各類疾病。以某水廠為例，發現該水廠的水樣濁度大，含有鐵元素和錳元素、氟化物以及總大腸菌群，水廠水質比較差，無法達到居民飲水標準。因此需要對其進行凈化處理，經過超濾膜技術處理后，將超濾技術應用在飲用水處理工藝中，可以去除渾濁水質中懸浮顆粒物質，出水濁度低于0.2NTU，并去除大腸桿菌等微生物的去除能力超過9999%，氟化物的去除率達到了60%，可以滿足居民飲用水的標準。下表為出水水質指標值：

從上述表格內容可以看出，飲用水工程中采用超濾膜技術以后，其各項指標達到了飲用水衛生標準，去除了水樣中的鐵元素、錳元素以及氟化物，各項指標滿足飲用水的標準。

2 超濾膜技術在環境工程水處理中應用的優勢與特點

2.1 應用優勢分析

首先，膜生物反應技術能夠實現對電子工業廢水中重金屬的攔截，加強廢水的處理，同時還能夠防止出現工業廢水二次排放以及二次污染的問題。其次，膜處理技術使用的是新型的透氣膜，能夠起到減小傳質阻力并增強傳氧效率的作用。除此之外，這樣的透氣膜能夠支持在高壓的情況下進行連續不斷工作，防止出現因氣泡過大而導致的停留時間過長的問題。最后，在膜生物處理器應用的過程中，還能夠有效防止硝化細菌消失，進而在廢水處理的一段時間內都能夠保證硝化細菌的濃度，加快反應的速度。

2.2 應用劣勢分析

技術人員在使用膜生物反應技術時會攔截到大量的污染物，長期之后就會出現堵塞的情況，進而出現通水量下降。除此之外，技術人員在日常應用膜處理技術時也需要對其進行定期的檢測與維修，這樣就會增加人力物力的投入，進而導致維護成本的提高。

2.3 應用特點分析

與其他的污染處理技術相比，膜技術的特點就在于其物理特性，利用物理特性就能夠實現對雜質的處理與排除。在處理的過程中也無須投入化學藥劑。與一般的膜處理技術相比，超濾膜具有較強的抗污能力，這樣就能夠控制維護的成本，保障水質的質量。除此之外，超濾膜技術作為一種先進的膜處理技術，能夠根據不同雜質的大小進行過濾，進而擴大了雜質處理的范圍。同時，超濾膜技術的操作過程也非常簡單，能夠實現制定壓力的過濾，不用過多的人為干預，能夠節省大量的資源。最后，由于電子工業廢水具有一定的特殊性，因此在處理的過程中應該保障其具有較高的耐腐蝕性能，才不會受到酸性物質的影響與侵蝕。除此之外，技術應用的過程中還應該具備耐高溫的性能，這樣才能夠保障技術工藝的穩定性與適應性。

3 超濾膜技術應用在造紙污水處理

造紙工藝是將漿液制造成紙的過程，在造紙工藝中，多個環節都可能產生廢水，這些廢水主要可以分為制漿、洗漿、漂白和抄報四個環節產生。由于造紙工藝中產生的工業廢水顏色深、黏度大、pH值比較高、耗氧量高，纖維素和化學藥品的含量高，增加了污水處理難度。我國主要以麥草作為造紙原料，麥草蒸煮的黑色液體需氧量比較高。草漿黑色液體的流動性差、黏度大、硅元素含量高。將超濾膜技術應用在造紙工藝廢水處理環節，可以回收廢液中的半纖維素、木素等物質，對廢棄液體進行回收利用，黑液中木質素的提取率達到了80%～85%，污水中有機物的去除率達到了60%～65%。經過超濾膜處理后的漂白水，可以去除廢水中大量的有機物質、樹脂和色度，提高紙張的白度。

4 超濾膜技術應用在城市污水回收利用

城鎮化快速發展，城市人口大幅度的增長，城市污水的排放量遠遠超過城市環境的自然承載能力和環境的自凈能力，城市污水如果不能有效處理，直接排放到河流，則可能造成嚴重污染。將超濾膜技術應用到城市污水處理環節，在水里作用時間為12小時，重絡酸鹽指數濃度在215—677mg/L之間，超濾膜工藝的濾水量重絡酸鹽指數穩定在30mg/L上下;如果廢水中的氨氮含量達到了22.2—41.2mg/L之間，則超濾膜過濾水中的氨氮指標超過0.2mg/L，過濾率達到了90%以上，過濾后水的pH值在7.26—8.79之間，過濾后水的濁度小于0.5。通過超濾膜技術可以有效過濾居民生活用水、城市下水管道污水以及地面降水等城市污水，通過凈化處理以后，城市污水可以達到城市生活用水的標準，實現水資源的循環利用。

5 超濾膜技術在海水淡化工程的應用

我國是一個缺水的國家，全國超過400個大中城市出現缺水的問題，海水淡化是解決水資源緊缺的重要途徑。將超濾膜技術應用在海水淡化工程中，采用優質的PVDF原料，這種材質結晶度高、膜絲主體比較均勻，具有良好的分離層和網狀支撐層，具有機械強度高、抗氧化性能好、膜孔徑分布均勻，膜絲強度為10MPa，產水通量為400L/m2·h·bar25℃，基本可以達到淡水工程的運行要求，處理后，產水濁度低于0.1NTU，淤泥密度指數小于3，且能耗低，具有良好的經濟效益和環境效益。

6 超濾膜技術在工業廢水處理中的應用

一般來說，電子工業廢水中都含有大量的酸堿溶液與有機物質，容易導致廢水以及廢氣難以及時排出，這樣一來就會導致大量酸堿廢水的產生，還會造成嚴重的環境污染。使用膜技術工藝能夠實現電子工業廢水的全面處理，進而保障周圍地區的生態環境，促進城市的持續發展。要想對電子工業廢水中的雜質與污染物進行處理，技術人員就應該嚴格分析其水質的成分。經過分析能夠知道，電子工業飛石中含有大量的有機氮、有機硫等難降解的物質，不僅增加了污水處理工作的難度，同時還會造成環境污染問題。電子工業污水中的微米級硅晶以及活性成分會導致污泥出現無機化情況，進而影響深化系統的處理效率。對此，技術人員首先應該使用預先去除的方法。由于污水處理池中含有一定的氟離子，技術人員可以使用異核結晶的沉淀工藝進行處理，降低污水中的氟化物含量，保障其濃度符合排放的標準，之后再使用生物脫氮技術工藝對污水中的氨氮進行過濾處理。除此之外，技術人員在進行工業廢水處理時，還應該充分了解電子工業廢水的特征，并根據其特征分析化學品的原始組合，這是廢水處理的基礎。就目前的情況來看，我國的膜處理技術已經比較成熟，能夠提高電子工業污水的處理效率。

最后，技術人員在電子工業廢水的處理過程中，為了防止出現突發性事故，還應該對可能發生的環境事故進行全面的處置，防止出現環境污染情況。除此之外，技術人員還應該加強應急事故池的設置，堅持以人為本的工作處理原則，加強環境事故的預防，進而提升廢水處理系統的工作效率。除此之外，膜處理技術本身還具有高效截流的功能，這樣就能夠將微生物截流在反應器中，最大程度地保障廢水處理過程中微生物的數量。膜生物技術能夠處理難以降解的有機污染物，并將其轉化為容易降解的物質，防止出現活性污泥膨脹等現象。

綜上所述，超濾膜技術具有過濾效果好、操作簡單、成本低等優點，將其運用在環境工程城市污水回收利用工藝、海水淡化工藝、造紙污水處理以及居民生活飲用水凈化處理工藝中，可以有效去除污水中的有機物質、微生物等有害物質，提高污水凈化能力，達到污水處理效果，有效緩解當前水資源緊張的局面，實現水資源的循環利用。

參考文獻：

[1]周瀚洋.淺析超濾膜技術在環保工程水處理中的應用[J].民營科技，2016.

[2]陳思賢，曹娟.膜分離技術在水處理環境工程中的應用[J].河南科技，2014.

[3]歐陽浩思.環境工程水處理中超濾膜技術的運用探討[J].綠色環保建材，2017.

作者簡介：郭東蕊（1999—?），女，漢族，遼寧凌源人，本科就讀，學生，研究方向：環境系統分析與評價。

*通訊作者：劉一男（1979—?），女，漢族，遼寧人，博士，副教授，研究方向：天然產物的提取及應用。