超濾膜技術在環境工程水處理中的運用探究

芮玉青

南京龍源環保有限公司 江蘇南京 210000

近年來我國對于環境工程給予了高度的重視，其不僅關系到人們的生活質量，還關系到社會的可持續發展，針對環境工程中水處理問題常用的方法就是超濾膜技術，其作為一種物理處理法能夠在不產生污染、不消耗能源的情況下實現高效化、便捷化的水處理，其既能夠提升排出水的質量，還能夠控制成本的消耗，可見超濾膜技術是一種具有環境效益、經濟效益的水處理技術，這與現代化的生態、環保、節約理念相適應，可在環境工程水處理中進行推廣應用。

1 超濾膜工藝技術概述

1.1 超濾膜工藝的應用原理

超濾膜工藝技術實質上是一種分離技術，在該技術的實際操作中，溶劑和低分子含量的溶質均可得到充分利用。受到水力作用的影響。超濾處理設備從一端操作到另一端，高分子含量的材料將被妥善保管。超濾膜技術的核心是各種表面化學品的純化、高效篩選及相應的處理。在超濾膜技術中使用時，能儲存大約500萬個過濾分子，總體積約為0.002um3。一般情況下，能滲透過濾膜的物質，表示沒有污染，性質比較純。這一原理通常稱為微滲性原理。超濾膜技術本身具有去除大部分微粒物質的能力，改善水質的凈化能力，還可以排除水中的有害物質，提高安全性。飲水型超濾膜技術得到了越來越多人的支持，在水質污染防治和海水淡化等方面得到了廣泛應用[1]。

1.2 超濾膜技術主要特點

超濾膜技術相對于其他環保技術而言，更具技術特色。這種方法有四大特點和優點。一是該工藝具有較高的技術穩定性，可在較低的溫度下進行操作。二是工藝操作簡單，各類水質微生物安全性較好。三是將該技術應用于水質優化的實際效果較好。不需要使用凝固劑或其他物質，可使目標范圍內水體中的浮游固體物質得到全面純化，并能有效降低水體濁度。四是超濾膜工藝技術的應用與其他技術相比處理效率更高，其使用的整體投入成本比其他技術要低，促進了水處理技術的創新和發展。隨著我國在國內凈水系統推廣應用方面投入了大量的人力、物力、財力，對超濾膜技術的實際應用不會再產生一些額外的改造成本，工藝操作簡便，標準化，適用于水質處理。

2 超濾膜技術應用于環境工程水處理的重要性

2.1 防止二次水質污染

二次污染是威脅和破壞水生態環境的重大潛在危險，需要引起環境部門和污水處理工作者的重視。當前情況下，技術人員在排除二次水質污染的同時，可充分利用超濾膜的輔助技術手段，避免混入化學物質和其他介質，提高污染程度。據此，將超濾膜應用于凈水、水固體顆粒過濾，可取得顯著降低水質二次污染風險的實際效果。

2.2 徹底過濾掉固體顆粒狀雜質

在各種水質中，固體雜質普遍存在，超濾處理的首要目標就是通過專業技術手段徹底去除水粒子的污染，排除固體顆粒污染。將超濾膜技術全面引入污染水體，可達到節約水質處理資源的效果。運行過程相對快速、簡單，不會占用大量的時間和基礎結構成本。

3 超濾膜技術在環境工程水處理中的應用的問題

3.1 補充技術不充分

我國領土遼闊，各地區經濟優勢不同，南北經濟發展存在一定差異。采用超濾膜技術處理自來水，需要投入較高的經濟效益，不適用于某些經濟落后的領域，也是超濾膜技術應用的最大缺陷。在選擇水處理工藝時，工作人員必須全面了解現場環境，結合當地居民取水的特點及當地水源的實際情況，決定是否選用超濾。

3.2 能源巨大損失

利用超濾膜技術處理水源，整個處理過程消耗了大量的能源。這項技術需要在特定的應用上獲得外部電力，這也需要一部分額外的能量，因此整個過程所需的經濟投資是非常巨大的。針對超濾膜技術的這一特點，現場工作人員隨時有效地調查特定的能耗情況，在滿足需水量的前提下，盡量選擇能耗低的機電設備，保證能源利用率。

3.3 污染問題

經過多年的改進，超濾膜凈化技術目前凈化效果十分明顯，但在實際水處理工作中，由于各種因素的影響，某些污染物仍會產生。如果超濾膜不能及時完成相應的凈化工作，過濾能力將在應用中逐漸降低，增加能耗和處理成本。超濾膜工藝比較復雜，對專家級人員的要求也很高。如果員工因為工作態度等原因不認真工作的話，水質污染會更嚴重。在實際生產過程中，應特別重視超濾膜的保護，并定期凈化。

4 超濾膜技術在環境工程水處理中的應用

4.1 廢水處理

在食品工業生產中的應用我國水質污染問題持續加劇，社會工業生產和日常生活產生的廢水污染日益嚴重。倡導凈化飲水質量的要求，使純化飲用水的生產和使用更加規范。對飲用水進行科學、安全的凈化處理是水資源治理的重點。對于這種工作環境，必須進行水源凈化工作，以徹底有效地處理飲用水中的微生物和細菌等物質，徹底管理飲用水中的物質，切實保障人民的日常飲用水。超濾膜技術在這一水資源處理的重要工作系統中，能有效地發揮其處理水源的作用。超濾膜技術的高效應用，不僅能有效去除飲用水中的微米級顆粒，而且能完全清除。目前的水處理技術還不能有效地處理納米顆粒，充分利用超濾膜工藝可以更深層次地解決這個問題，有效地改善社會居民的日常飲水質量[2]。

4.2 家庭污水處理

在城市日常生活中形成了大量污水和廢水，在建設項目中設置了特殊的污水管道和管道，在各個城市建立了住宅建筑系統和特殊生活污水處理廠，處理日常生活排水。由于城市生活排水中含有所有種類的有機物、無機鹽、細菌、浮游固體物，因此通過排放到河川，擴大了水資源的污染范圍。江河湖泊中藻類大量繁殖，造成顏色污染。因為大量生活排水如果不適當排放，水體就會富營養化。這樣，生態系統失去平衡，導致某些水生物種的滅絕。要使地下水再利用，就必須進行充分有效的城市生活排水工作。不但可以促進生態系統的平衡，而且可以緩解缺水問題。通過這種方式，垃圾變成了寶貝，改進的城市生活排水可用于農田灌溉和建設用水鏈，提高水資源的利用率。城市生活排水的詳細處理首先要用住宅排水管收集居民生活排水，并排放到指定的污水處理中心。最后獲得的水資源可以通過老化、過濾等方式保存和再利用。超濾膜技術對城市生活污水的分解、過濾具有重要意義。

4.3 適用的淡水化方法

世界淡水資源較少，人們將研究水資源重點放在豐富的海水資源上。海洋占據了地球三分之二的水資源，如果能有效地淡化海水，將會大大緩解人類面臨的淡水資源危機。海水不可作為生活用水，因為海水含鹽量很高。用超濾膜技術過濾海水中過量的鹽分也會影響海水的淡水化。超濾膜用于海水淡化，也取得了一些進展。利用超濾膜的過濾特性，可使海水中的鹽分沉淀而不影響其他成分的性能。利用超濾膜淡化海水的方法叫做反滲透法。在未來的水資源保護中，反滲透技術可以提高脫鹽效率[3]。

4.4 飲用水的凈化

若飲水質量達不到標準，長期飲用將危及生命。飲用水的凈化是非常重要的。超濾可用于飲用水凈化處理。我們國家的水資源分布非常不平衡。某些缺水地區飲用水凈化要求很高，需要加大對飲用水凈化工作的投入。超濾過濾技術能有效去除水中的有機物和致病微生物，保證飲用水處理的質量。相對于常規過濾技術，可達到更好地凈化效果，達到更高的凈化標準。一般來說，在凈化飲用水時，將超濾膜技術和凝固沉降技術相結合，兩者技術上的不同，可以更有效地保證人們飲用水的安全。最后加工后的飲用水，其CODcr含量不超過30mg/L，NH3-N含量在0.2mg/L以內，可以達到飲用水凈化率90%以上。反過來說，超濾膜技術是一種全新的水處理技術，在人們的日常生活和工業生產中起著舉足輕重的作用。要使超濾膜技術在環境工程水處理中發揮最大作用，必須以科技的持續進步和人民生活環境的階段性改善為前提。超濾膜技術的完善，提高了環境工程水處理過程中的水處理效果和質量，確保水資源的儲藏與保護。保護水資源，使之更符合節能、環保、科學開發的理念，達到當前生態環境保護與可持續發展的要求。

4.5 含油廢水處理

含油廢水主要有浮油、乳化油和分散油三種形態，產生的主要來源是人們的日常生活。在這兩個方面，潤滑油和分散油各自的特性，為有效處理，可通過機械分離和活性炭吸附等凈化環節來完成。但由于乳化油所含的油與水是相互結合的狀態，很難得到有效處理。超濾技術能有效過濾含油聚合物中的低分子和水，攔截部分油性聚合物，從而快速完成油水分離。

5 超濾膜技術在水處理領域的未來發展

5.1 新生代濾膜的研發

目前超濾膜使用一次后，將自動裝置送到清洗工序，除去吸附雜質以及化工污染，清洗過程十分復雜，各種化學試劑的使用不能保證100%清除污染。因此，研制和開發新一代過濾膜是必不可少的。有必要研制出更強的超濾膜，在抗氧化性、耐酸性、耐堿性和耐污染等方面，這些特性都有很大的優勢。與此同時，它也將對降低制造成本、使用超濾膜材料產生明顯的影響。

5.2 完善超濾膜技術的組合

在實際環境工程中，改進超濾膜技術與超濾膜技術相結合的水處理工作，對高分子顆粒的過濾、微生物的處理、pH值平衡等方面都有較好的應用效果。但即使采用一次超濾膜技術也不能對雜質進行徹底處理，水的質量不能達到標準要求。超濾膜技術與其他技術的結合是今后研究和發展的方向，相互整合技術以提高水資源的質量。超濾膜技術與凝固沉淀設備、反滲透技術、CSAA等技術結合，目前實現了海水的淡水化和污水的凈化。與超濾膜技術結合的凈水技術在未來將有更多的發展。舉例來說，超濾膜技術和粉末活性炭相結合：活性炭可吸附雜質較大的顆粒，防止高壓作用對超濾膜造成污染；活性炭用量增加，水通量減速率降低。超濾膜與活性炭相互補充，適當調節飲用水濁度。

5.3 超濾膜技術的膜污染防治

污水處理可以增加預處理過程，改善進水水質，去除不適用于超濾膜的技術條件，并可能減少對膜組件造成損害。預處理環節可增加絮凝工藝，提高膜通量和去除率。為減少膜污染，人們需要優化超濾膜技術的操作條件，提高對污染物的去除效果，延長膜的使用壽命。首先要合理控制系統操作膜通量，其次是間歇執行過濾膜，其三是定期清洗和更換濾膜，不僅能控制膜通量，而且能滿足超濾膜技術的應用要求，而且能最大限度地延長膜壽命。過濾膜及其組件的最佳材料有多種，可用于制作過濾膜。可改變膜的材質，改變表面親水性，吸附污染物的程度，過濾通量等，改善涂布效果。如全面考慮超濾的水力學狀態，合理設計膜組件和反應器的位置，采用通風沖洗膜，減少了清洗中膜組件的損傷[4]。

6 結語

在環保項目中深入應用超濾膜技術，能更有效地處理水資源，大大改善了其他水處理工藝不能充分處理的水資源問題，有效處理廢水中污染物含量。國家環保工程總體發展中水質污染控制工作。隨著現代技術的快速、持續發展和進步，超濾膜工藝技術必將在今后的工業開發中得到更好優化和改進，為廣大人民的日常生活和生產提供更好的質量服務。