超濾膜技術在環境工程水處理中的運用研究

譚子聰

摘 要 近年來，水環境問題日漸嚴峻，以往傳統的水污染處理技術不再適宜，不僅成本高且處理效率低。加之水污染程度增加，水中所含的有害物質成份變得更加復雜，漂白、凈化等方式并不能徹底清除有害物質，處理后的水資源無法直接在工業生產和生活領域中進行使用，而超濾膜技術能夠很好地解決上述問題，不僅能夠高效分離水分子和有害物質，還能確保處理后的水質達標。

關鍵詞 超濾膜技術 水處理 環境工程 自動化

中圖分類號：X50 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）07-0037-02

伴隨著城市現代化發展，我國水環境問題日益嚴重，一些有毒有害物物質很難完全過濾，給人們生活帶來了健康隱患，而超濾膜技術能夠有效解決上述問題，其在環境工程水處理領域中應用非常廣泛，有助于水處理效率的提升，對生活環境影響較大。超濾膜技術是一類介于微濾和納濾之間的膜分離技術，能夠對溶液進行有效的分離和凈化。超濾膜時通過膠體物質和懸浮顆粒形成的屏障，能夠將水中的細菌、藻類、兩蟲及水生生物去除，從而達到凈化目的[1]。超濾膜技術與普通技術相比，具有耗能小、分離率高、有用物質可回收等優勢，在環境工程水處理中應用具有較強的現實意義。

1 超濾膜技術的原理及特點

1.1 技術原理

超濾膜技術作為一種極為常用的膜分離技術，主要是通過過濾膜對水中的雜質、有害物質進行過濾，在環境工程水處理中應用非常普遍。其技術原理是在受到壓力時，溶液中小分子量溶質可以從過濾膜的微孔穿過，從而進入到膜的另一邊，而大分子溶質、有害物質等則被超濾膜阻擋而無法通過，以此來達到凈化水的目的。通常情況下，分子量在500～500000，分子直徑在0.002μm～0.1μm區間的被截取，在截留時將會產生0.1MPa～0.5MPa的靜壓差[2]。超濾后，凈化水量多且具有較強的安全性。總之，超濾膜技術雜質過濾性良好，還能全面過濾有害物質、藻類物質等，具有廣泛的應用價值。

1.2 技術特點

隨著現代科技的不斷發展，超濾膜技術不斷完善，尤其是在環境工程水處理中應用愈發成熟，其自身優勢逐漸顯露，主要表現在以下幾方面：

1.2.1自動化程度高

超濾膜技術原理非常簡單，運行過程具備自動化條件，無需在運行和監控環節投入大量的人力，可節約勞動力，從而降低水處理成本，具有良好的經濟效益。

1.2.2穩定性高

超濾膜具有較高的化學穩定性，可耐高溫、耐酸、耐堿，對水質要求不高，適用于不同的水質條件，通用性較強。

1.2.3環保性強

超濾膜技術屬于物理方法，在進行水處理時無需添加化學藥劑，安全性高，可有效避免二次污染水體，避免對周圍生態環境環境造成污染。

1.2.4效率高

超濾膜技術可以處理大量水體，尤其是在污染小的城市飲用水處理中，其效率高，處理快。

2 超濾膜技術在環境工程水處理中的具體運用

隨著社會經濟的飛速發展，面臨著巨大的發展機遇，但同時水污染問題也日漸嚴峻，嚴重威脅著人們的健康。為有效解決水污染問題，推動環境工程高質量發展，在實踐探索中超濾膜技術應運而生。因其具有諸多優勢，故而被廣泛應用于環境工程水處理中，具體應用主要有以下幾方面：

2.1 海水淡化

作為不可再生資源，水資源伴隨著生態環境的持續惡化而日漸缺少，為滿足人們日常生活和生產作業的需求，海水淡化已成為水資源開發非常重要的方式。當前，電滲析技術是淡化海水最常用的處理方式，通過半透膜過濾法分離不同溶質粒子，并在電場作用下進行滲析。但是，該項技術不具備較高的回收率且成本高，廣泛推廣有一定難度。隨著技術的發展，超濾膜技術在海水淡化中的應用效果受到了行業專家學者的認可。比如，針對高濁度海水，可以采用中空纖維超濾膜技術進行處理，對于COD去除率可達到60%，硅膠去除率高達89%[3]。總之，憑借著超濾膜技術優異的分離性能，進一步提高了海水淡化效率。

2.2 在含油廢水處理中的應用

工業生產所排放的污水中有很多含油廢水，這類廢水中游行物質種類較多，如浮油、含乳化劑油、混合散油等。其中，最常見的含油廢水是浮油和混合散油污水，在水處理上操作比較簡單，污物分離截留較為容易，但是含乳化劑油廢水處理難度系數大，常規的水處理技術無法保障處理后的水質達標，一般的過濾、吸附等處理很難分離乳化劑油，而通過超濾膜技術則能夠很好地分離。運用超濾膜技術將乳化機油截留在膜的一側，而廢水中的水、小分子物質等則通過微孔進入到膜的另一側，有效截留了大分子乳化劑油[4]。對于乳化劑油中易被氧化的小分子物質，在進行吸附消除時無法通過超濾膜截留，則可以向水中加入氧量，通過氧化將小分子物質轉變為大分子物質，再通過超濾膜進行分離，從而實現對含乳化劑油廢水進行全面凈化的目的。

2.3 在生活污水處理中的應用

通常情況下，使用超濾膜技術處理生活污水時有兩種情況：一種是水體污染程度不嚴重時，可以直接采用超濾膜進行處理;另一種是當水體污染程度比較嚴重時，就需要與膜生物反應器、活性污泥濾耦合、絮凝超濾耦合等技術進行聯用。針對一般生活污水處理時，根據超濾設備的出水要求，出水量多設計為5.0m3/h[5]。經過管道對生活污水進行收集后，污水進入到預處理環節，在格柵井中較大顆粒和污物會被攔截，然后經污水泵至調節池，待停留一段時間后調節水量、均化水質，被均化后的污水將進入到生物反應池中，通過微生物作用對污水中的有機物進行降解處理，然后再進入到沉淀池進行泥水分離，污泥則被排入到泥漿池中，沉淀池中的污水經過機械過濾器過濾后，再進行超濾處理，處理后回用于化學水處理系統。

2.4 在造紙廢水處理中的應用

一直以來，造紙業都屬于重污染行業，加之造紙工藝繁瑣，所產生廢水中的成分也比較復雜，水處理難度較大，一旦出現處理不到位的情況就進行排放，必定會對環境造成嚴重污染，不利于生態平衡，也會危及人類身體健康。在以往傳統的污水處理技術中，針對這類廢水處理效果并不理想。但隨著超濾膜技術的不斷發展，為造紙行業廢水處理帶來了新的方向，通過超濾膜技術能夠完全分離出廢水中所含的漿液、木素等物質[6]。與傳統技術不同的是，超濾膜過濾后，會對過濾物進行再次濃縮，可以重新收集分離出的漿液、木素等物質，進一步提高了利用率。此外，通過超濾膜技術還能夠將廢水中的有害物質直接去除掉。總之，超濾膜技術不僅提高了造紙廢水的處理效果，提高了廢水處理效率，同時還有利于資源利用率提升。所以，超濾膜技術在造紙業廢水處理中應用非常適宜。

2.5 食品工業污水處理中的應用

在食品生產過程中會產生非常多的工業污水，且含有大量的細菌，如果不及時消除而直接排放，會對環境產生惡劣影響，從而對生態系統造成難以估量的損壞。不僅如此，在食品工業污水中含有大量的乳糖、酵母等物質，如果直接排出會浪費資源，可以對其進行合理的回收利用。超濾膜技術除菌效果強，在食品工業廢水處理中應用該技術，能進一步推動我國食品工業污水處理水平的全面提升，有效清除掉污水中的雜質，分離出水中的BOD與COD，還能對可回收乳糖、淀粉等物質進行回收利用，從而為企業帶來可觀的經濟收益。總之，超濾膜技術可以提高食品工業污水質量，避免了資源浪費，有助于食品行業穩定可持續發展。

2.6 電鍍水處理

在電工行業中，所產生的廢水量非常大，這些廢水中還有大量的重金屬，如銅、鎳、六價鉻等，具有較強的危害性，且可生化率非常低。在實際工作中，多采用鐵氧化法電解法等進行處理，但是鐵氧化法處理會導致大量污泥產生，還需要進一步對污泥進行處理，增加了操作成本。而電解法雖然在電廢水處理中效果較好，但成本高，并不適宜大范圍推廣應用。而針對電鍍水處理，采用超濾膜技術聯合反滲透技術則能取得不錯的效果，可以有效去除電鍍廢水中的重金屬、有機碳、硝酸鹽等物質，同時通過超濾膜還能降低對滲透膜的污染，有利于提高使用年限。

3 結語

水質好壞與否會對人體健康造成直接影響，隨著全民環保意識的提升，對水資源污染問題關注度日漸提升。水污染治理是一項長期且系統的工程，面對日漸嚴峻的水問題，加大治理力度遠好過于亡羊補牢。而在環境工程水處理中，超濾膜技術應用取得了不錯成效，且應用范圍廣泛。該項技術具有較高的安全性，可以避免對水體造成二次污染，有利于水質穩定。同時，超濾膜技術對水質條件要求不高，生產周期短，是傳統水處理技術難以比擬的。總之，超濾膜技術作為一項非常重要的技術，其在城市污水、工業廢水等處理以及有用物質回收等方面應用非常廣泛，今后研究重點應側重于更高效的超濾裝置研究，并能根據水質特點采用相應的處理技術，真正提高出水質量。

參考文獻：

[1] 雷高.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用[J].生態環境與保護，2020，03（05）：56-57.

[2] 蔣曉松，許燦.反硝化濾池+浸沒式超濾膜工藝在高標準污水處理廠提質改造中的設計應用[J].低碳世界，2019 （09）：38-39.

[3] 張維鳳.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用[J].電子工程學院學報，2020，09（04）：205.

[4] 褚成浩，張平.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用初探[J].城鎮建設，2020 （03）：236.

[5] 趙偉偉.超濾膜技術在環境工程水處理中的運用探究[J].化工管理，2020，555（12）：153-154.

[6] 雷曙先.芻議超濾膜技術在環境工程水處理中的應用[J].低碳世界，2020，201（03）：24-25.