環境工程水處理中超濾膜技術的應用

蔡耀輝

（杭州沁霖生態科技有限公司，浙江 杭州 310000）

1 超濾膜技術的基本原理

本文通過查詢國內外學者針對超濾膜技術的相關文獻，超濾膜技術主要是通過膜兩側的壓力差實現對原液的過濾凈化、以及濃縮凈化從而達到對細菌雜質以及膠體大分子混合物與水的分離的處理技術。在利用超濾膜技術進行凈水的過程當中，超濾膜技術通過利用超濾膜分布在兩側的膜滲透壓作為進行過濾的動力，然后依靠兩側所產生的壓力差，當原液通過超濾膜時，由于超濾膜上分布許許多多的小孔直徑無法遠小于藻類、膠體大分子物質通過，而僅僅能滿足水分子、離子以及小分子物質通過，從而進一步將原液進行了分離。本文通過查閱細菌等物質的相關文獻，在現狀條件下，細菌最小的體積大約在0.2um，而超濾膜上所部署的膜直徑僅為0.01um，因此，利用超濾膜技術能夠極大的將細菌等微小物質與原液進行分離。通過情況下，超濾膜技術能夠攔截的雜質及細菌較多，同時也能夠對水中的微生物甚至病毒等進行分離，因此超濾膜技術能夠達到較好的凈水效果，超濾膜技術的工作原理以及工藝流程見圖1和圖2所示。

圖1 超濾膜技術的工作原理

圖2 超濾膜技術的一般流程

2 超濾膜技術的優勢

2.1 高效的去除能力

由于超濾膜技術兩側的膜直徑遠遠小于細菌等大多數微生物的直徑，從而將原液中的膠體、絮狀物、病毒等進行過濾，只留下清澈的水源，因此超濾膜技術具有較好的雜物去除能力，因此當采用超濾膜技術對水進行處理時，不僅能夠滿足人民對水質的需求，而且可以達到近乎決定的對水過濾效果。

2.2 避免產生二次污染

由于超濾膜技術對水凈化的基本原理不同于傳統的凈化模式，在利用超濾膜技術對水進行凈化時，在整個工藝流程當中并未使用任何化學藥品，主要依靠物理作用實現對水的凈化，從而達到對水的凈化，因此，在采用超濾膜技術對水凈化時，不會因使用化學藥品而導致的對水資源二次污染。

2.3 操作簡單

隨著工業社會逐步向自動化、智能化的方向發展，超濾膜技術在環境工程水處理當中也是采用一鍵工作的模式，與傳統的凈化水模式相比，采用超濾膜技術不僅可以省去繁瑣的工藝流程，也無需等待較長的物質間反應時間，工作人員在正常工作時，只需要將作業工藝系統的開關進行打開與關閉，即可實現對原液的凈化。因此在采用超濾膜技術時，不僅可以節約大量的時間、節省了時間和人力成本而且大大的提高了對水資源工藝處理的效率。

2.4 穩定性強

由于超濾膜技術在對原液進行處理時未使用化學藥品，主要采用物理原理實現對原液的凈化，因此，當采用超濾膜技術對原液進行凈化時，凈化后的水資源因未發生化學變化，從而也不會破壞水分子的構成以及PH值，也不會存在水物質酸堿度存在差異的現象。因此，利用超濾膜技術不僅可以大幅度的提升水的凈化效果，而且保證了水資源原有的礦物質占有量，從而提升了水資源的性價比，滿足了人民對水的需求。此外，本文通過查詢采用超濾技術對水處理的成效與普通水處理成效進行比對，采用超濾膜技術對水進行處理時不僅可以節約成本而且對水的凈化效果較好，見表1。

表1 超濾膜技術與普通水處理處理相關參數的比對表 單位：%

水處理技術類型 處理成本節約效果 污染顆粒過濾比例 污水凈化成效性超濾膜處理技術 68.26 93.21 98.90普通水處理技術27.52 52.77 89.11

3 環境工程水處理中超濾膜技術的應用

3.1 居民生活用水的處理

人類的生產生活每天都會產生大量的污染廢水，通過污水管道集中處理進入地下污水處理系統。但有時產生的廢水也會排入河流、湖泊等，廢水中含有化學元素、有害物質從而對原液進行污染并進一步破壞生態平衡。因此，政府必須嚴格控制生產生活污水的處理。政府應明確規定，在住宅建設過程中應設置地下污水管道，統一收集和處理生產生活污水，在污水處理過程中，市政當局可考慮使用超濾膜對收集到的污染水源進行降解、過濾等，然后在對處理后的水資源進行分類，并根據相關要求提供給人口、農業、灌溉和工業生產，以最大限度地重復利用，防止水資源浪費。

此外，人類健康與水質密切相關，如果飲用水質量不達標，長期飲用可能危及生命，因此，清潔飲用水至關重要，超濾膜技術可用于飲用水的凈化。如圖3所示，當自來水在內壓下通過中空纖維超濾膜過濾，在壓差的作用下，留下有用的礦物質和微量元素凈化水，但有銹蝕、細菌等物質，藻類和膠體也留在室內。超濾膜技術可以有效地去除高分子量物質，大大提高飲用水的質量。

圖3 超濾膜技術圖

3.2 工業廢水的處理

工業污染是我國環境污染的主要原因。工業廢水含有許多有害化學物質，當排放到河流和湖泊中時，可能會對水質產生不利影響，并阻止動植物繼續生活在水中，長期飲用受污染水的附近居民的免疫能力下降，導致疾病的發生，如果嚴重，可能危及生命。水污染在我國居民中引起疾病的案例很多，據統計，水污染是導致癌癥的首要原因。與生活污水處理不同，工業廢水中含有大量有害物質，傳統的水資源處理方法不能有效地保證水資源的過濾效率。由于工業廢水種類繁多，施工企業對所處理的各類廢水制定科學合理的處理方案。

采用超濾膜技術與其他技術凈化有害工業物質相比，使用超濾膜技術過濾重金屬不僅具有高效性、快捷性，而且可以過濾90%以上的有害工業物質。本文通過查詢采用超濾膜技術與其他技術對工業廢水進行凈化的研究成果，采用超濾膜技術對工業廢水的過濾和凈化是非常有利的，而且對于含有有機物和其他聚合物成分的工業生產廢水還可以最大限度地利用和回收。此外，超濾膜技術在處理造紙工業中所產生的廢水也得到了廣泛的應用。

3.3 海水淡化的處理

海水淡化技術已得到有關部門的重視，海水淡化技術的運行使淡水資源的節約最大化。然而，海水淡化的環境處理項目對資源消耗較大，因此必須選擇最佳的海水淡化輔助技術措施。本文通過查閱超濾膜技術在海水淡化當中的研究，發現超濾膜技術可以過濾海水中的固體鹽、細菌雜質和藻類，而不必承擔脫鹽處理的額外費用。

4 結語

總之，從超濾膜技術的技術基本原理入手闡述了超濾膜技術在對原液處理的工藝流程，并結合現有的研究成果歸納總結超濾膜技術的特點，然后從超濾膜技術具有較高的去污能力、避免產生二次污染的能力和操作簡單特性以及穩定性強四個層面剖析了超濾膜技術的在實現對原液凈化的優勢，最后從居民生活用水、工業廢水以及海水淡化三個維度闡述了超濾膜技術在環境工程水處理當中的具體應用，研究成果對于促進超濾膜技術在環境工程水處理當中的發展與應用起到積極作用。