超濾膜技術在環境工程廢水處理中的優勢及應用研究

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）06-0257-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.075

Research on the Advantages and Application of Ultrafiltration Membrane Technology in Environmental Engineering Wastewater Treatment

LI Huabei1，2

（1.YellowRiver Conservancy Technical University;

2.Henan Engineering Technology Research Centerof Green Coating Materials，Kaifeng475O04，China）

Abstract：Forsmallsuspended particlesbacteria，andsomesolublepolutants inwater，conventional waterpurification methods have limited removal effectsand cannot meet current water quality requirements.Asanadvanced separation technology，ultrafiltrationmembranetechnologyhastheadvantagesofexcellentfiltrationcapacity，simpleoperationprocess， and economical maintenance cost，and has been widelyused in water treatment projects inthe fieldof environmental protection.Based on this，we willconduct in-depth research on the specific application of ultrafiltration membrane technologyinwastewatertreatmentinenvironmentalengineering，promoteinnovationanddevelopmentofwatertreatment technology，ensure the safetyof drinking waterfor people，and promote thesustainableutilizationof waterresources.

Keywords：wastewater;ultrafiltration membrane technology;advantages

在我國環境工程中，廢水處理是一項十分關鍵的任務。然而，部分區域在追求經濟增長的過程中忽略了對生態環境的保護，導致我國各地頻發水污染。基于此，國家加大了對各種廢水處理的關注，積極推進水處理技術的創新與普及。超濾膜技術可以有效利用生物膜過濾凈化廢水中的有害水質，有效處理城市工業廢水和生活廢水。

1超濾膜技術的機理

超濾膜技術是一種基于篩分原理的膜分離技術，利用具有微觀孔徑的半透膜實現溶液中溶質與溶劑的分離。在此過程中，液體與能透過膜的小分子物質匯集至膜的另一側，實現了污染物與水分的分離，從而達到凈化水質的目的。該技術通過分子級別的篩選，有效隔離病毒、懸浮顆粒及藻類等雜質。由于膜材質與面積的差異，超濾膜凈化效能也各有不同，在環保領域的水處理工作中可根據需要靈活運用。通過理論與實證研究，確認了超濾技術孔徑通常介于0.002～0.100μm ，能夠有效阻擋 500～500000nm 的顆粒物。另外，依據凈化要求標準，可以通過算法來測定膜材的阻力，從而打造出滿足特定要求的超濾膜。這種膜材能夠有選擇性地讓某些分子通過，達到篩選截留的目的，讓水質更加符合標準[]。

2環境工程廢水處理中超濾膜技術的應用優勢

2.1出水穩定且水質純凈

超濾膜技術特有的微孔結構，能夠有效篩選出水體中的細小顆粒、懸浮雜質、大型有機分子以及某些微生物，極大提升了水質的透明度和清潔度。在凈化生活用水時，超濾膜技術能有效去除水中的色素、渾濁物以及大部分病原微生物，保障水質符合安全飲用要求。在工業廢水處理環節，超濾膜技術能夠有效去除重金屬離子、頑固有機污染物以及有毒的無機物質，確保處理后的水質達到再循環使用或排放的標準。

2.2操作十分便捷

傳統的水凈化流程通常涉及煩瑣的操作步驟，手動干預頻繁，步驟間的執行耗時較長。只有當所有步驟的處理質量均達標時，才能確保最終水質符合要求。而超濾膜技術在環境領域的水處理應用中，則簡化了處理流程，能迅速去除水中的污染物。在特定環境下，超濾膜能實現物質的自動篩選，從而提高了處理效率，有利于加快處理流程，降低人力成本。

2.3 用途比較廣泛

在微型給水裝置中，超濾膜技術充當核心的凈化工序，即使在較小流速下也能生產出符合標準的潔凈水。在規模龐大的城市給水網絡中，超濾膜技術往往與多種水凈化方法（預處理步驟和后續消毒環節等）結合應用，以保障大規模給水的安全與穩定。例如，在基礎設施較為落后的鄉村地帶，超濾系統可以被設計成模塊化結構，便于安裝與保養，從而滿足當地居民的生活用水需求。至于城市區域，超濾膜技術則可以被整合在大型水處理設施中，高效移除水內的微生物、懸浮顆粒以及部分可溶性污染物，確保了城市居民用水的優質標準[2]。

3超濾膜技術在不同廢水處理中的具體應用

3.1電鍍廢水處理

隨著我國工業化的快速推進，工業廢水產量急劇攀升。盡管各地工業水平存在差異，然而遵循國家環保政策，所有企業均需處理排放的廢水，防止對周邊自然環境和居民健康造成負面影響，不遵守規定的企業將面臨相應的懲處。電鍍行業排放的廢水含有大量不同種類的金屬離子，這些金屬離子在化學處理過程中極易生成二次污染物。例如，傳統的電解法不僅凈化效果有限，還伴隨著高昂的運營成本。因此，選擇適宜的水處理手段顯得尤為關鍵。目前，超濾膜技術已被廣泛運用于電鍍行業廢水的處理工作，同時被攔截的金屬離子還可回收利用。經過處理的水質可再次用于生產過程，這不僅增加了水處理的回報率，也極大提高了處理效率和經濟效益[3]。

3.2含油廢水處理

各類產業活動中產生的含油廢水來源多樣，如機械制造中使用機油后產生的廢水、石油開采時的采油作業廢水、各類設備潤滑所需的潤滑油在使用后所形成的廢水等。這些活動不可避免地產生含油廢水并排放。同時，居民的日常飲食和餐飲服務業在烹飪過程中也會產生含油廢水。例如，在食物制作完畢之后，處理剩菜殘渣以及清洗餐具的過程中，不可避免地會產生大量的含油廢水。這些廢水含有各式各樣的油脂，使得油水分離變得復雜，而且這類油水混合廢物的特性與其他種類的廢水相比，有著明顯的差異。廢水表層覆蓋的油脂、水中分散的油滴以及含有表面活性劑的油脂，它們的流動特性均不相同，因此在處理這類廢水時，必須采取特定的處理措施。針對油脂浮于水面和分散油滴這兩種形態的含油廢水，可以采用物理方法進行高效的油污處理，借助機械攪拌促使油珠下沉，進而完成油水分離，隨后使用活性炭等吸附材料，以去除殘余的油分，從而實現徹底水油分離的目的。盡管這種方法能夠去除廢水中的油分，但水的純凈度還需提高，而對于那些添加乳化劑的油脂，常規清洗手段難以清洗干凈。這種情況下，運用超濾膜技術將大分子油脂成分以及較大型的污染物質、雜質，從水分子和安全的微小分子中分離出來，實現油分子的有效攔截，進而凈化水體。此外，超濾膜技術能夠去除廢水中的生化需氧量和化學需氧量，進一步優化含油廢水的處理效果。

3.3造紙污水處理

在造紙企業的生產過程中，浸漬和清洗等步驟，不僅消耗大量水資源，還產生了大量污水。部分造紙原材料含有有害成分，導致排出的廢水含有眾多有害物質，如果不經處理直接排入自然水體或土壤，將對生態環境及人類健康造成嚴重影響。超濾膜技術能夠有效去除造紙廢水中的污染物，如木質素、漿料等，同時能夠回收廢水中的漂白劑和漿料。這些原本視作廢料和污染源的物質，通過超濾膜技術得以徹底攔截，并在二次加工后轉化為其他可利用資源，不僅實現了資源最大化利用，也有效防止了二次污染的產生。

3.4生活污水處理

在日常生活中，廚房、衛生間等地，均會產生并排放出大量的生活廢水。這類廢水盡管毒性不高，但含有較多的無機鹽分，如果不經處理直接排放，將對自然環境產生不良影響。因此，必須處理生活廢水，確保水質達到排放標準，以減輕無機鹽對環境的污染負擔。隨著人們環保意識的提升，對于生活污水的處理也日益得到重視。超濾膜技術的進步引起了大眾的廣泛關注，并逐漸被應用于生活廢水的處理過程。通過超濾膜技術處理廢水，能夠有效地去除水中的有害成分，確保處理后的水質符合標準，減輕對環境的影響。同時，經過凈化的廢水可用于農業灌溉，在一定程度上實現了水資源的保護[4]

3.5海水的淡化處理

我國海域遼闊，海水資源十分充裕，然而海水未經處理無法直接作為飲用水。為了緩解城市日益增長的用水壓力，必須對海水進行脫鹽處理。在水處理環保領域，常用的多級蒸發、逆滲透和電滲析等方法雖能實現海水淡化，但產出淡水總量有限，水質純度也不高，盡管投入的成本巨大，但淡化效率不夠理想，整體效益偏低。采用超濾膜技術進行海水淡化，能夠有效實現水質凈化和鹽分去除，脫鹽率和去除率均可達到97% ，不僅大幅提高了海水轉換為淡水的比例，提升了我國淡水資源儲備量，而且產出的淡水水質純凈透明，足以應對居民日常生活用水的要求[5。超濾膜技術能夠減少了企業的運營成本，展現出廣闊的發展潛力。

4超濾膜技術未來發展趨勢

超濾膜技術作為一種高效、節能、環保的水處理新技術，受到了廣泛關注和應用。但是，超濾膜技術在實際操作中面臨若干挑戰，限制了其在水處理行業中的高效運用。因此，相關部門需致力于優化這項技術，強化對超濾膜的研發投入，以期提升其性能，進而推動其在環保工程中的更廣泛應用。例如，聚焦于膜材料的種類和生產工藝。在環保行業中被廣泛運用的薄膜材質主要有聚丙烯腈纖維素和聚礬纖維素等類型。尤其是聚丙烯腈纖維素，它憑借優異的耐化學侵蝕能力、良好的耐高溫特性、較高的機械性能以及穩定的化學性質，贏得了業界的廣泛肯定。然而，聚丙烯腈纖維素材料在耐酸堿性、防污染能力以及對水質的凈化效果上存在不足。未來，科研機構需針對這些問題，研發出成本效益高、耐酸堿、抗污染的新材料。同時，進一步改良膜的制備技術，增強膜的運行可靠性，延長其使用壽命，確保其在實際操作中的效能。此外，需探索超濾膜與其他水處理技術的融合應用。鑒于我國水環境問題的緊迫性，相關部門應重視超濾膜與多種技術結合的運用策略。

5結論

超濾膜技術是一種先進的水質凈化技術，在處理多種污廢水的問題上，表現出令人滿意的成效。它不僅擁有出色的處理能力，而且能夠高效地清潔水質，適應了各種水環境治理的復雜需求。盡管如此，由于污水中含有的成分復雜多變，超濾膜技術也面臨著一定的限制。為了促進超濾膜技術的普及使用，提升水處理的整體效果，迫切需要提高超濾膜技術的操作熟練度，并且要努力降低運行成本。通過融合多種科學有效的處理方法，確保實現水體的徹底過濾，進而提升水質標準，優化水資源利用效率。

參考文獻

1江心寧，朱玉昕，陶翠翠，等.改性超濾膜技術在水處理中的應用研究進展[J].化學通報，2023（9）：1091-1096.

2 陸曲.環境工程水處理中超濾膜技術的應用[J]皮革制作與環保科技，2023（16）：16-18.

3 任小鳳.水處理中超濾膜技術的應用探索[J].工程技術發展，2022（8）：77-79.

4 聶心童，孫超，何亞其，等.超濾膜技術在廢水處理領域中的應用研究進展[J].當代化工研究，2023（12）：5-7.

5 胡莎莎.超濾膜技術在環保工程污水處理中的應用[J].中國戰略新興產業，2024（12）：129-131.