超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

樓家淵

（嘉興中一檢測研究院有限公司，浙江 嘉興 314006）

當(dāng)前，我國的水污染問題日趨嚴(yán)重，國家主管部門對該問題給予了重點(diǎn)關(guān)注，也正逐步著手解決。同時，隨著生活物質(zhì)水平的提高，人們對水質(zhì)和生活環(huán)境的要求也越來越高。因此，為了創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境，控制水污染對水系環(huán)境造成的破壞，需采用先進(jìn)的污水處理技術(shù)。其中，超濾膜作為一種污水處理技術(shù)，不僅可以截留污水中的顆粒物和礦物質(zhì)，還可以通過對污水施加壓力來過濾污水，從而達(dá)到了徹底凈化污水的目的。由此，促進(jìn)超濾膜技術(shù)的更好應(yīng)用，能有效解決相關(guān)問題，而利用相關(guān)技術(shù)手段提高超濾膜的抗污染能力，以及加強(qiáng)對專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)和提升，也是當(dāng)前的重要工作[1]。

1 超濾膜技術(shù)簡介

超濾技術(shù)在快速凈水領(lǐng)域的應(yīng)用預(yù)計(jì)在未來變得更加突出，但由于其快速凈水技術(shù)的不斷改進(jìn)，超濾技術(shù)有望在環(huán)境污染方面發(fā)揮出重要作用。超濾膜技術(shù)的實(shí)施方法主要是物理手段，其物理凈化原理是通過濾膜對廢水，或其他廢水、其他物質(zhì)進(jìn)行過濾凈化，是對廢水中的顆粒雜質(zhì)進(jìn)行過濾分離。其工藝過程是通過篩選雜質(zhì)即小分子物質(zhì)，且在廢水和低分子量物質(zhì)的壓力作用下，使通過膜另一側(cè)濾膜的孔隙溶解一部分有害物質(zhì)。同時，超濾膜技術(shù)還可以在廢水處理中更有效地去除和過濾微小顆粒，從而有效提高了廢水的處理質(zhì)量。由此可以看出，超濾膜技術(shù)是當(dāng)今機(jī)械環(huán)境中最常用、最有效的水處理技術(shù)[2]。該技術(shù)與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比，具有更好的過濾效果，且過濾后的出水和污泥也可以進(jìn)行再加工和循環(huán)利用，既實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙向循環(huán)，又在一定程度上有效地降低了污水中的細(xì)菌數(shù)量，提高了回用價(jià)值，這對于實(shí)際改善水質(zhì)有著重要影響。

2 超濾膜技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

目前，超濾膜技術(shù)在水資源和環(huán)境凈化方面取得了較好的效果，因此，在水污染控制中得到了廣泛的應(yīng)用。首先，采用超濾膜技術(shù)處理的出水更安全，具有較強(qiáng)的自然凈化效果。主要是由于超濾膜具有孔徑小的特點(diǎn)，所以可以提高超濾膜技術(shù)在水中的滲透性，延長使用的安全性，且消毒劑用量少，水質(zhì)安全。其次，超濾膜技術(shù)具有較好的控制性能。如全自動PLC控制單元可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)整定和自整定，這在一定程度上降低了操作的復(fù)雜性，易于使用。此外，超濾膜技術(shù)具有成本低、易于改造的特點(diǎn)。因此，應(yīng)用該技術(shù)不僅可以保護(hù)環(huán)境，還可以防止水污染的持續(xù)惡化。此外，超濾膜技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用不需要其他化學(xué)物質(zhì)的支持，只需添加超濾膜元件，也無需進(jìn)一步改造即可用于原水凈化系統(tǒng)，應(yīng)用相對簡單。所以，采用超濾膜技術(shù)，可有效去除水中的懸浮物，并有效避免了造成二次污染[3]。

3 超濾膜技術(shù)的應(yīng)用局限

在應(yīng)用超濾膜技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)處理時，必須要保證超濾膜有效清洗。如果不徹底清洗，水不完全純化，就會導(dǎo)致超濾膜的過濾能力降低，而能源和水處理的成本就會相應(yīng)增加，從而加大了成本投入。同時，超濾膜洗滌流程必須要規(guī)范操作程序，如不嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，則會加劇環(huán)境污染。所以，應(yīng)對超濾膜技術(shù)要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，并定時進(jìn)行清潔處理。此外，還存在著能源損失問題：將超濾膜技術(shù)運(yùn)用在水處理的整個流程中，不可避免地會產(chǎn)生能源損失，再加上能源輔助也會耗費(fèi)一些能源，這也會相應(yīng)提高生產(chǎn)成本。因此，為了減少能源消耗，提高能源的利用率，應(yīng)選擇較低能耗的設(shè)備，同時，也要定期監(jiān)測能耗水平，以確保設(shè)備有足夠的驅(qū)動力支持膜技術(shù)的正常運(yùn)行。

4 水體污染的來源和分類

在普通水源中，各種物質(zhì)的濃度和離子含量都有一定的標(biāo)準(zhǔn)。然而，受污染的水體中可能會含有許多重金屬、有機(jī)雜質(zhì)、有害化學(xué)物質(zhì)、藻類等。因此，水污染的來源是與人們的日常生活密切相關(guān)，主要來自工業(yè)用水和日常污水排放。但有一些水污染也可能是由植物養(yǎng)分污染引起的，但最終都是由于污水的不合格排放導(dǎo)致的。如果水中某些離子的濃度升高，而這些離子又是藻類繁殖所需的物質(zhì)，就會溶解水中的大部分氧氣，造成水體中的其他動植物無法生存，從而污染水體。此外，水污染也有可能來自核輻射泄漏，導(dǎo)致放射性輻射污染[4]。

5 水體污染的危害

當(dāng)前，由于相關(guān)部門監(jiān)管不力，許多行業(yè)直接排放廢水，造成了嚴(yán)重的水污染問題。所以，工業(yè)廢水和生活廢水必須經(jīng)過科學(xué)合格處理后才能排放，如果不處理或處理不當(dāng)，將會導(dǎo)致水污染。這主要是因?yàn)楣I(yè)廢水和生活廢水通常會含有一些重金屬、放射性物質(zhì)、化學(xué)雜質(zhì)等，這些物質(zhì)都會對人類健康構(gòu)成重大威脅。此外，水污染也會通過蒸發(fā)和其他方式影響人們的正常用水，而發(fā)生小面積的水污染，就會影響大面積的水資源質(zhì)量。如被污染的水資源通過食物鏈或日常飲用水被人們飲用，水中的有害物質(zhì)就會進(jìn)入人體，進(jìn)而影響人們身體健康。同時，受到重金屬污染的水也會對人體器官造成損害，導(dǎo)致一些傳染病和寄生蟲病發(fā)生。由以上內(nèi)容可以看出，如果工業(yè)廢水和生活廢水的排放得不到有效控制，就會對水資源的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)?dǎo)致可利用的水資源逐漸減少。

6 幾種常見的超濾膜廢水處理技術(shù)

超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中起著關(guān)鍵作用，不僅可以提高污水的處理質(zhì)量，還會降低能耗，因此，應(yīng)引起人們的重視，并進(jìn)一步完善其技術(shù)工藝，從而充分發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢。在常規(guī)污水處理中，可采用雙超濾膜技術(shù)。在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中，可根據(jù)技術(shù)特點(diǎn)選用最恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用方案，如在環(huán)境污染最嚴(yán)重的水源中，尤其是對于高污染的城市飲用水具有很好的效果。也可以說，雙超濾膜技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，特別是雙膜處理技術(shù)的成功應(yīng)用，對于改善水體具有重要意義。除雙膜處理技術(shù)之外，另外一個超濾膜技術(shù)的主要種類是混合膜處理技術(shù)，使用混凝膜過濾可有效除去廢水中的有機(jī)物質(zhì)和金屬分子。此外，活性炭是在雙模水處理技術(shù)中使用最普遍的物質(zhì)，其有著超強(qiáng)的吸收功能，可顯著提高廢水中有機(jī)物的去除效率。同時，還會防止膜污染，保護(hù)膜表面，延長超濾膜的使用壽命。

7 城市水體污染處理途徑

在城市日常生活中產(chǎn)生的污水，其主要特點(diǎn)是水濃度高、水面懸浮物多、含氯量高、含鹽量高、重金屬多等。因此，這對周邊的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。同時，水污染也是城市日常生活中難以處理的一類廢水。當(dāng)前，處理水污染的主要方式是回收利用。但如果在日常城市生活中沒有回收條件，則必須對水污染進(jìn)行處理，使其達(dá)到外部排放的排放標(biāo)準(zhǔn)。但在水污染的凈化過程中，污水中的重金屬雜質(zhì)必須要先通過氯化還原反應(yīng)即通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氨，然后再通過絮凝反應(yīng)沉淀污水中相應(yīng)的雜質(zhì)，從而有效去除污水中的重金屬和金屬懸浮物，并最終調(diào)整水污染的pH值，以確保污水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。而利用微生物處理水污染比其他方法具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。同時，在水污染方面，也應(yīng)制定合理的制度來提高水資源的治理效率，以在一定程度上解決水污染問題，優(yōu)化水資源。只有這樣，才能為人們提供更好的水資源，滿足日常用水需求。此外，我國一些城市還將凈化后達(dá)標(biāo)的污水作為日常生活中的沖灰水，進(jìn)一步減少了城市日常生活運(yùn)行過程中的水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。而且，通過對城市生活中的反滲透廢水進(jìn)行軟化和預(yù)處理，可有效去除工業(yè)廢水中大量的鈣離子、鎂離子和鐵離子，從而可進(jìn)一步防止污水處理過程中的結(jié)垢問題。

8 在環(huán)境工程污水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用

8.1 應(yīng)用超濾膜技術(shù)處理飲用水

雖然超濾技術(shù)在快速水處理領(lǐng)域的應(yīng)用會越來越廣泛，但隨著快速水處理技術(shù)的不斷完善，超濾技術(shù)有望在環(huán)境污染治理中發(fā)揮重要作用。超濾膜技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法主要物理過程，其物理凈化原理是通過濾膜對廢水，或其他廢水、物質(zhì)進(jìn)行過濾凈化，并對廢水中的顆粒雜質(zhì)進(jìn)行過濾分離。而超濾膜技術(shù)可以自動過濾水中的雜質(zhì)，有效地提高雜質(zhì)的分離純化，且通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，可有效提高飲用水的安全性和飲用水的標(biāo)準(zhǔn)。同時，超濾膜技術(shù)還可以殺滅和過濾飲用水中的病毒和細(xì)菌，提高水的凈化效果，促進(jìn)水資源的循環(huán)利用。

8.2 應(yīng)用超濾膜技術(shù)處理工業(yè)廢水

近年來，隨著我國工業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工業(yè)廢水排放量居高不下，這對我國的生態(tài)環(huán)境造成了一定的負(fù)面影響。而環(huán)境工程旨在減少污水排放對環(huán)境的污染。因此，在工程建設(shè)過程中，要減少廢水造成的危害，控制的廢水處理效率，以減少廢水對生態(tài)環(huán)境的危害。但由于工業(yè)廢水成分復(fù)雜，種類繁多，在處理工程中難以實(shí)現(xiàn)有針對性的應(yīng)用。所以，相關(guān)技術(shù)人員必須對工業(yè)廢水的特性有足夠的了解，以便根據(jù)廢水的特性分析初步的化學(xué)品組合，這也是工業(yè)廢水處理的基礎(chǔ)。而在膜技術(shù)的應(yīng)用中，還需要測定廢水的成分。此外，工業(yè)廢水中的微米級硅晶體及其活性成分可將污泥轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，降低深度處理系統(tǒng)的處理效率，所以，必須選擇合適的組合膜工藝進(jìn)行處理。而超濾膜技術(shù)也可以對污水中的沙子、泥漿、木質(zhì)素等物質(zhì)進(jìn)行過濾，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，且在此基礎(chǔ)上，過濾后的雜質(zhì)會被回收利用。例如，雜質(zhì)中的木質(zhì)素可以被收集并轉(zhuǎn)化為紙張，這將大幅降低造紙工業(yè)的生產(chǎn)成本，從而實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙重發(fā)展。

8.3 應(yīng)用超濾膜技術(shù)淡化海水

超濾膜技術(shù)還可以用于海水淡化，但由于海水自身的特點(diǎn)，不能立即利用，這在一定程度上造成了水資源的浪費(fèi)。因此，可利用超濾膜技術(shù)對海水進(jìn)行脫鹽，這是非常重要的一部分流程，可有效改善海水脫鹽的現(xiàn)狀。當(dāng)前，由于淡水資源稀缺，海水就具有很高的應(yīng)用價(jià)值。但為了保護(hù)環(huán)境，海水淡化技術(shù)在機(jī)械水處理方面仍然存在局限性。且超濾膜技術(shù)在使用過程中，濾膜容易受到污染，導(dǎo)致反滲透問題。但隨著目前反滲透技術(shù)的興起，在一定程度上促進(jìn)了超濾膜技術(shù)的應(yīng)用，使超濾膜技術(shù)更好地應(yīng)用于海水淡化。

8.4 應(yīng)用超濾膜技術(shù)處理生活污水

當(dāng)前，隨著城市人口數(shù)量的不斷增長，導(dǎo)致人們在日常生活中產(chǎn)生的生活污水大量增加。通常，這類廢水含有許多金屬但無毒。生活污水通常來自廚房、衛(wèi)生間或洗衣房，如果不進(jìn)行合理處理，就會使大量的礦物進(jìn)入自然環(huán)境，這會對地表水源造成嚴(yán)重污染，從而也會對人和動物的生存形成影響。因此，為了有效改善生活污水的處理品質(zhì)，使其對生活環(huán)境污染的可能性減至最小化，可將超濾膜技術(shù)和其他生活污水處理技術(shù)進(jìn)行科學(xué)融合應(yīng)用，從而最終達(dá)到生活污水的二次循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)保護(hù)自然環(huán)境的目的。此外，在生活污水回用處理過程中，最關(guān)鍵的任務(wù)就是生活污水的重新分類。

8.5 超濾膜技術(shù)對生物污染的處理

在實(shí)際應(yīng)用中，超濾膜技術(shù)可以對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行吸附和同化，主要是因?yàn)樯锬ぞ哂心铜h(huán)境變化能力強(qiáng)、降解效率高、沉淀量少等特點(diǎn)。由此，該技術(shù)常用于處理生物廊道、生物濾池和生物接觸氧化池。同時，應(yīng)用超濾膜技術(shù)處理有機(jī)物和氨氮污染較輕的水體也是非常有效的。并且，采用超濾膜技術(shù)處理水污染具有最佳的經(jīng)濟(jì)效益，其負(fù)面影響最小甚至為零。因此，制定一個能提高水資源凈化效率又合理的系統(tǒng)是非常重要的，這在一定程度上可有效解決水污染問題，優(yōu)化水資源。

8.6 超濾膜技術(shù)在含油廢水處理中的應(yīng)用

含油污水是城市發(fā)展過程中常見的污水，主要包括分散油、乳化油和浮油。其中，分散油和浮油的處理方法相對簡單，可與專用的機(jī)械配合使用，或應(yīng)用活性炭吸附，都可以有效降低水資源的含油量。然而，乳化油中會含有有機(jī)物和活性劑，油水資源的整合相對完整，如果采用傳統(tǒng)的凈化技術(shù)，油就不能完全凈化，而超濾膜技術(shù)可以將油從單面分離出來，實(shí)現(xiàn)均勻凈化。同時，還可以對油中的氧化物進(jìn)行深入分解，以確保對含油廢水的有效處理。

8.7 超濾膜技術(shù)在造紙廢水處理中的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于造紙廢水中含有大量木質(zhì)素等物質(zhì)，如果應(yīng)用傳統(tǒng)的處理技術(shù)，很難達(dá)到良好的效果。但應(yīng)用超濾膜技術(shù)可以對這些物質(zhì)進(jìn)行集中凈化，并通過濃縮實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素的回收和再利用。而且，過濾后的廢水經(jīng)處理后回收利用，不僅減少了水資源的污染，還實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用。因此，該技術(shù)在造紙廢水處理中具有良好的應(yīng)用效果。

9 結(jié)語

在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，隨著城市化進(jìn)程的不斷深入，城市人口急劇增加，導(dǎo)致城市水污染問題逐漸顯現(xiàn)。而大量的污水不僅會危害飲用水的健康，還會降低人們的生活質(zhì)量。因此，如果污水得不到有效處理，將會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。在新時期，隨著全社會對水資源管理要求的提高，水資源管理受到了廣泛的關(guān)注。而超濾膜技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用，可有效解決水污染的相關(guān)問題，且隨著超濾膜技術(shù)的進(jìn)步，處理后的水資源能更好地滿足人們的生產(chǎn)和生活需要。因此，當(dāng)下水污染治理的重要工作內(nèi)容之一，就是推動超濾膜技術(shù)的更好運(yùn)用，以解決嚴(yán)重的水環(huán)境污染問題，但同時，也要利用相關(guān)技術(shù)手段提升超濾膜的抗污染性，從而有效提升超濾膜技術(shù)的處理效率，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。