環保工程水處理中超濾膜技術的應用探究

劉 軍

（濱州市生態環境局鄒平分局，山東 濱州 256200）

引言

我國地域遼闊，具有十分豐富的水資源，但是近些年來隨著人口的增加、城市化進程的推進和工業化生產規模的擴大，我國也出現了水資源危機，一方面因污水處理技術不到位導致水資源污染嚴重，另一方面在人們生活水平提高的同時，對水的質量提出更高的要求，因此環境工程中的水處理已經成為目前亟需解決的重要問題之一。超濾膜技術能夠提高水處理的效率和質量，并加強對水資源的循環使用，非常符合我國關于綠色可持續發展的環保理念，因此被廣泛應用于環保工程水處理中。為了進一步提高環境工程中的水處理質量，有效改善水環境，技術人員就必須要不斷改進和創新超濾膜技術，為人們的生活、生產提供更加安全的用水保障。

1 超濾膜技術概述

1.1 原理

超濾膜技術是一種新型的水處理技術，在環境工程水資源處理的過程中具有非常重要的支持作用。該項技術的工作原理是對水體中的化學物質、微生物、雜質等一些有毒、有害物質進行凈化、篩選和處理，同時利用分離技術，再借助一些分子含量較低的溶質或者溶劑，結合液體壓強的作用，加快水體中物質的運動，使這些物質能夠快速地從超濾膜的一端移動到另一端，進而實現了高分子物質的剝離和篩除，并且具有便捷、高效、高精度的特點。相較于傳統的污水處理技術，超濾膜技術能夠有效提升水處理的效率和質量，同時超濾膜技術的應用還減少了水處理過程中的占地面積，因而有效減少了資源浪費。

1.2 特點

相較于傳統的污水處理技術，超濾膜技術具有以下顯著的特點：（1）穩定性。超濾膜技術能夠在高溫環境中進行正常作業，同時也不需要較多的傳感器，因而具有較好的穩定性。（2）安全性。利用超濾膜技術能夠觀察水中一些微生物的變化，從而得到水質是否安全的結論。（3）高效性。應用超濾膜技術不僅會減少混凝劑等化學物質的加入，防止水資源出現二次污染，而且還能夠在較短時間內完成對水體表面沉浮物的凈化處理，有效降低了水資源的渾濁度，提高了水體凈化的效果。（4）造價低。超濾膜技術不僅具備穩定性、安全性和高效性的特點，而且其污水處理成本較低。目前，相關部門投入了大量的資金、人力和設備用于超濾膜技術的研發和創新，旨在推動超濾膜技術的發展，并為人們的生產、生活提供更加健康和標準的水資源。

1.3 類型

1.3.1 雙膜凈水處理技術

該技術的應用范圍廣闊，對一些水硬度較高地域的水體起到了有效的改善作用。以我國沿海地區和水資源重污染地區為例，雙膜凈水處理技術通過其超濾和反滲透等技術的應用，能夠從源頭上提取待處理的水成分，有效提升了水處理的效率和質量，進而為該地區提供優質的水資源。

1.3.2 短流程凈水技術

該項技術是通過多種水處理工藝的結合，實現對水體的高效處理。另外，該項技術對經營規模的同時 要求不高，因此不需要對水處理工程進行擴建，只需要在原有基礎上進行一些有效的改進。短流程凈水技術在應用過程中，不需要大量超濾膜，所以其水壓相對較低，即降低了成本，同時又減少了超濾膜污染問題。

1.3.3 超濾凈水處理技術

超濾凈水處理技術是通過使用微濾膜與次濾膜結合成的超濾膜，該技術了提高對高分子污染物和微生物的過濾作用，因此廣泛應用于有機物廢水的處理中。以城市生活污水為例，其中含有大量的有機物，通過超濾凈水處理技術的應用，能夠對其起到很好的過濾作用，從而進一步提高了廢水的處理效率和質量[1]。

1.4 優劣勢

超濾膜技術在環保工程水處理中的應用優勢十分明顯，首先是其應用效果良好，大量實踐已經表明，超濾膜技術能夠有效提升污水處理的效率和凈化效果，現時減少了化學試劑的使用，因而不會對水體和環境造成二次污染；其次應用范圍廣，超濾膜技術能夠應用于各類污水的處理中，并且都具有良好且穩定的處理效果，而且在一些高溫的環境中，仍然可以有效發揮其優勢，因而超濾膜技術呈現出了較廣泛的適用性；最后降低了污水處理的成本，超濾膜技術的操作過程相對比較簡單，而且具有自動化和機械化的優勢，減少了人力成本，提高了經濟效益。

2.2 環境溫度 在生理溫度和Na2+濃度條件下，MSU晶體的溶解度為0.68 mg/L；當溫度從37℃降為35℃時，尿酸鹽的溶解度即從0.68 mg/L降低到0.6 mg/L；溫度低于25℃時，MSU在血漿中的溶解度迅速降至原來的1/4[10]。而人體許多外周組織和關節溫度低于37℃，即使在正常尿酸濃度下，這些部位血漿中的MSU也可能長期處于過飽和狀態。痛風石常發生在四肢、耳廓等部位可能與此有關。盡管血漿局部過飽和與尿酸鹽沉積有關，但在健康人中很少發生，因此痛風患者尿酸鹽沉積的機制還有待進一步研究。對于升高局部溫度能否促進尿酸鹽結晶的吸收，從而達到消除痛風石的目的，還有待進一步研究。

超濾膜技術的應用劣勢主要是對氮、氨等一些具有高溶解性的物質處理效果不理想。另外，工作人員在使用超濾膜時要注意不能被太陽直射，必須要在有遮擋的位置使用，才能保證超濾膜的過濾效果，同時超濾膜也不能在冰凍環境使用，會影響其優勢的發揮。

2 超濾膜技術應用過程中存在的問題

超濾膜技術的應用范圍廣泛，且具有良好的應用效果，但是在各種因素的影響下，超濾膜在使用過程中還存在著一定的問題。首先，應用超濾膜難免會產生膜污染問題。因為超濾膜主要是通過膜沉淀來降低水體中滲透性污染物的含量，但同時膜自身也會受到一定程度的污染，導致膜的沉淀功能減弱。對超濾膜系統進行持續優化能夠有效緩解膜污染的速度，因而通過凈化材料和凈化流程的優化可以降低超濾膜技術運行的成本。其次，應用超濾膜技術時需要借助壓力進行，只有在壓力的作用下才能更好地使水體順利通過膜系統到達另一側。但同時壓力的使用也提高了超濾膜技術的應用難度。最后，超濾膜技術還存在著改進的空間，由于超濾膜技術的發展歷程較短，缺乏相關的系統理論支持，因此在技術應用方面仍存在著較大的改進空間。

3 環保工程水處理中超濾膜技術的具體應用

3.1 凈化飲用水

飲用水資源是人類賴以生存的重要資源之一，近年來，隨著生態環境的破壞和污染，地球表面水資源和地下水資源都受到了不同程度的破壞，因而導致水資源不能被直接飲用。超濾膜技術在凈化飲用水方面具有十分突出的優點：首先凈化效果良好，對于污染較嚴重的淡水資源，應用超濾膜技術會更加安全、經濟、高效[2]。通過混凝沉淀法聯合超濾膜技術，不僅實現了對水資源中有害物質和雜質的有效過濾，而且還充分過濾了水體中的微生物，進一步保障了水資源的安全性，使其凈化程度和質量符合飲用水的相關標準。其次利用超濾膜技術能夠對居民生活用水進行凈化、回收和再利用，不僅使水源的凈化度達到90%以上，而且還有效降低了生活污水的凈化成本，因此超濾膜技術已經成為我國環保工程中生活用水處理的關鍵技術。

3.2 處理生活污水

隨著社會的不斷發展，人們日常生活的用水量越來越大，因而產生了大量生活污水，如果直接排放，一方面會造成對水資源的污染，另一方面也會造成水資源的嚴重浪費，所以政府相關部門必須要高度重視對生活污水的處理。超濾膜技術的應用盡管不能直接將生活污水處理凈化成飲用水，但是這些凈化后的生活污水可以直接用于城市綠化和消防，從而有效提升了廢水的回收利用，降低了城市建設的用水消耗。另外超濾膜技術的應用還在很大程度上降低了居民對水資源的污染和破壞，對自然水資源起到了很好的保護作用，一方面有效避免了生態水環境的退化，另一方面對生態環境起到了很好的保護作用，為居民創造了安全、舒適的生存環境。

3.3 處理工業廢水

3.3.1 食品加工廢水處理

食品生產也會產生大量污水，且這些污水具有微生物含量高的特點，對環境和人體健康造成了一定威脅，所以必須要采用有效的技術措施降低食品廢水的污染程度，使其能夠達到排放的標準。超濾膜技術應用于食品加工廢水的處理中，不僅能夠通過提取的方式，提取酵母等物質，實現對其重復利用的目的，而且還能夠通過降低廢水中污染物質的含量來減少廢水排放對環境造成的污染。經過多項實踐證明，超濾膜技術在食品廢水處理過程中，表現出穩定的化學性能，且具有較高的環境價值，因此可以在食品工業廢水處理中進行推廣，進一步促進食品工業更好的發展。

3.3.2 造紙污水處理

盡管造紙行業會造成較大的水污染，但是在社會發展、紙張需求量日益增長的時代背景下，造紙行業仍取得了較快的發展，相應地造紙工業廢水的處理量也在日漸增多。造紙廢水具有污染程度高、處理難度大、易造成二次污染等特點，因此必須采用先進的超濾膜技術。超濾膜技術應用于造紙工業廢水處理的流程為：首先將造紙工業廢水濃縮成紙漿水溶液，其作用在于提高廢水的處理效率，同時降低對自然水資源的污染；其次采用超濾膜技術能夠對造紙工業污水中的木素、半纖維素、有機物等進行高效地去除，并有效提高了木素的回收率；最后超濾膜技術能夠對廢水進行脫色，這種造紙工業廢水的分離、凈化技術方法，有效提升了廢水的處理效率和資源的回收利用。

3.3.3 電鍍污水處理

電鍍企業在生產過程中會產生大量的電鍍廢水，這些廢水中含有大量銅、鎳等重金屬離子，若不經過有效處理就排放，會造成環境污染，并且這種污染物長時間都得不到降解，進而對人體健康產生嚴重的危害。同時電鍍工業污水還具有生化性能差的特點，污水中大多數的離子都不能被微生物吸收和降解。傳統的電鍍污水處理方法就是電解法，這種方法一方面在污水處理過程中會消耗大量能源，另一方面采用電解方式不能有效回收利用污水中的大部分離子，因而造成大量資源的損失和浪費[3]。超濾膜技術應用于電鍍工業污水處理具有十分明顯的優點：首先提高了有機物和重金屬的去除率；其次降低了電鍍廢水對自然環境和人體健康的影響；再次通過超濾膜技術與反滲透技術的結合，提高了污水處理效果，并實現了廢水的二次利用；最后降低了電鍍污水處理的能耗，使電鍍行業能夠向可持續發展方向發展。

3.3.4 含油污水處理

含油污水主要包括漂浮、分散和乳化三種類型，傳統的處理方式包括沉淀、活性炭吸附等方式。但是乳化類型的含油污水中包含了大量的有機物和表面活性劑，并且其油分主要以離子狀態存在，增加了污水處理的難度。將超濾膜技術應用于含油污水處中，一方面能夠使水和水中的一些低分子有機物迅速穿過超濾膜，有效隔絕了油分、高分子有機物等物質，起到了良好的去油效果，另一方面還實現了COD和BOD的有效隔離，從而提高了含油污水的處理效果。

3.4 淡化海水

眾所周知，地球的淡水資源緊缺，并隨著人口的增長和工業的發展出現了用水危機。盡管地球上有70%的面積被海水覆蓋，但是海水無法直接使用，必須要經過相關處理。相較于傳統的多效蒸發、反滲透、壓蒸汽蒸餾等海水淡化方式，超濾膜技術的應用具有更加明顯的優勢。一方面超濾膜技術實現了對水質和反滲透系統進水量的有效調控，提高了水質，另一方面超濾膜技術能夠對一些渾濁度較高的海水進行充分過濾，從而實現了良好的凈化效果[4]。

3.5 水質監測

在各種污水處理過程中，質檢人員要對污水處理效果進行檢測，包括污水的性質和特征等。在污水處理凈化完畢后還要進行更加精準的檢測，進而強化水質監測的力度。首先在污水處理之前要對其物質成分進行全面檢測和了解；其次在完成水體凈化后，要對其物質成分進行再次檢測和了解，并通過兩次結果的對比分析，得出超濾膜技術的實際應用效果；最后根據檢測結果判斷水質是否符合相關的排放標準，如果水質不達標，則要對超濾膜技術的流程和應用方式進行調整，再進行二次凈化處理，并按照檢測流程進行操作，直至水質達標方可進行排放。

4 加強超濾膜技術應用創新的有效策略

4.1 與傳統處理方式相結合

在環境工程水處理過程中，傳統的處理方式和超濾膜技術各具優勢和劣勢。盡管超濾膜技術取得了快速的發展和良好的效果，但是過程在實際應用過程中，仍存在著一些不足。因此，在環境工程水處理中，需要將超濾膜技術與其他水處理技術進行有效地結合，進一步提高水處理系統的整體性能。如超濾膜技術與活性炭技術相結合，一方面可以延長超濾膜的使用壽命，提高污水的處理效率，現時還能進一步降低污水處理的成本，另一方面還增強了超濾膜的強度，提高了污水處理的效果。

4.2 不斷改進和創新處理技術

超濾膜技術在污水處理中的應用要充分結合應用的實際情況，對其技術和應用方法進行不斷地改進和創新?，F階段，超濾膜的使用呈現出優良的性能，尤其是較強的污水處理凈化能力。

隨著污水處理標準的提高，相關技術人員必須要不斷研究和改進超濾膜技術，解決更多污水處理問題。通過超濾膜技術的優化和創新進一步提升污水處理的效率和質量，減少對周邊環境的污染[5]。

4.3 有效提高使用效率和性能

為了充分發揮超濾膜技術的優點，并提升超濾膜技術的技術特性，相關工作人員必須要將該技術與其他處理工藝相結合，提高其使用效率和性能。首先要利用超濾膜技術實時檢測環保工程的水處理過程，并充分了解和掌握其工作特點；其次是要將超濾膜技術與其他污水處理工藝相結合，一方面有效發揮超濾膜技術的特性，另一方面還可以提高污水處理的質量；再次要綜合考慮超濾膜技術在應用過程中產生的污染問題，進而選擇更合適的超濾膜，以確保污水處理的有效性和超濾膜作用最大程度地發揮；最后要提前制定好應急方案，針對可能會出現的污染問題進行預防，從而有效保障超濾膜技術使用的成效。

5 結語

綜上所述，超濾膜技術作為一種新型的污水處理技術，具有十分顯著的特點，該技術不僅能夠降低能耗，而且還能夠有效控制污水處理成本。超濾膜技術目前廣泛應用于我國各種類型的污水處理工作中，并取得了良好的效果，對環境保護工作起到了積極的促進作用，同時有效提升了我國水資源的循環利用。