超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

肖建萍

（山西省太原市西山环保绿化分公司 山西太原 030200）

1 超滤、超滤膜与超滤膜技术

1.1 超滤

相对于微滤和纳滤来说，超滤的原理相对比较简单，具体来说就是通过一定的压力来促使小分子溶质和溶剂从相应的薄膜中穿透，这种薄膜需要保持科学合理的孔径，那么大分子溶质就无法穿透薄膜，从而被分离到膜的另一边，这样就能达到纯化大分子物质的目的。在具体的水处理过程中，由于存在着压力推动作用力，水溶液就会从膜的表面流经，那么就会形成净化液即滤清液，它是由小于膜孔的溶剂（水）和小分子溶质透水膜所组成，同时也会形成浓缩液，它是由随水流排出的比膜孔大的溶质和溶质集团所组成。超滤这一过程具有一定的动态性，处于流动的状态下，分离作业就比较容易完成，而且在膜表面仅仅会有少量溶质仅沉积，接着超滤的速率会逐渐衰减并能慢慢达到平衡状态，利用清洗的手段就能使其逐步恢复。

1.2 超滤膜

超滤膜的孔径规格通常都保持一致的状态，其中额定孔径范围小于0.01μm的过滤膜被业界普遍承认为超滤膜，超滤膜的运用原理也比较简单，当施加相应的压力在膜的一侧后，小于膜的孔径的溶质分子就可以被筛出，那么分离分子量大于500道尔顿（原子质量单位）、粒径大于10nm的颗粒的目标就容易实现了。作为重要的高分子分离膜之一，超滤膜在20世纪60年代就在工业中开始运用，其结构分为对称结构和非对称结构，而且非对称膜在我国工业上运用最为广泛，对称的超滤膜各向同性，无皮层，各个方向上的孔隙相同，常用于深层过滤，非对称的超滤膜的表层较致密，底层主要是指状结构，表层的厚度往往小于或等于为0.1μm，膜上的微孔排列相对有序，底层厚度处于200～250μm的范围内，常用于表层过滤。

1.3 超滤膜技术

作为重要的膜分离技术之一，超滤膜技术需要通过0.1～0.5MPa的压力差来获得相应的推动力，再凭借多孔膜的拦截特点和物理截留的手段来分离溶液中的大小各异的物质颗粒，那么溶液中的不同组分就能得到纯华和筛分。超滤膜技术包括三种操作模式：①单段间歇操作，这种操作模式常常会运用在实验室和小规模间歇生产产品的处理过程中；②单段连续操作，这种操作模式的渗透量与节流率相对单段间歇操作来说比较低，它的主要特征就是在接近浓缩液的浓度下进行超滤作业；③多段连续操作，不同段的循环液的浓度将逐渐提升，到了最后一段再将浓缩液引出，这种操作模式常常会用在大规模工业生产过程中。相对于传统的分离技术，超滤膜技术有着众多优点，首先在常温下进行超滤的低能耗、无化学试剂污染的特点符合节能环保的理念，其次超滤膜技术的分离效率相对来说比较高，在超滤过程中，我们可以对污水中的微量成分进行回收，最后超滤膜技术的使用是以压力为分离的动力，所需要的分离装置相对比较简单，流程也相对较短，工作人员比较容易控制并维护整个超滤膜技术的使用过程。

2 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用情况

2.1 利用超滤膜技术处理矿井水

在采矿过程中采矿作业的进行容易打破岩层水的稳定状态，涌入地下采矿区域的矿井水在各种反应中呈现出酸性或碱性，若是矿井水未经过处理就进入环境，那么周围的水体、土地和人们所处的生态环境就会受到负面影响，水质条件将会恶化，农作物也可能会受到生长的阻碍，人们的身体健康也容易受到威胁，那么对矿井水进行处理就是十分有必要的，超滤膜技术在处理矿井水方面就起到了重要的作用，通过对我国矿井水实际处理过程进行考察，我们发现通常在处理矿井水时，需要混凝技术和超滤膜技术联合使用，首先为了尽可能的降低悬浮物质对超滤膜表层造成的污染同时放慢的衰减速率，工作人员在处理矿井水时应对水样进行预处理，这样就能尽可能的将超滤膜的使用寿命进行延长；考虑到压力对驱动水透过超滤膜的重要作用，在进行矿井水的处理使我我们就要把握好这一控制因素，通常工作人员会通过氮气来对超滤膜进行施压，众多实验也证明在0.1MPa的压力下，超滤膜技术的作用效果会比较好；技术人员还应对被污染的超滤膜进行物理清洗和化学清洗，减少膜表面滤饼层颗粒物质和毛孔内部的物质，充分发挥碱洗的作用来去除颗粒物，恢复膜通量。

2.2 利用超滤膜技术处理造纸污水

造纸污水在我国污水排放量中占据了相当大的比重，由造纸所带来的污水处理工作也具有一定的复杂性，超滤膜技术在处理造纸污水方面的应用是十分有必要的，造纸所产生的污水中通常会有众多有害物质，若是没有对其进行净化处理就将其直接排放进自然环境中，那么生态环境就会被破坏，我们可以利用超滤膜技术来处理造纸废水中所存在着大量木素和浆液，凭借超滤膜技术自身的过滤特征来将废水中的污染物质分离开来，分离出木素还可以用于造纸企业的后期生产作业，这样我们就不仅利用了超滤膜技术回收有效资源，还过滤了污染颗粒，最大程度上消除了造纸废水所带来的污染，保护了生态环境。

2.3 利用超滤膜技术处理电镀企业污水

我国电镀企业在生产经营过程中所需的用水量较大，同时也容易带来大量的生产废水，废水中所含的各种金属离子容易对周边的水资源造成巨大污染，那么电镀企业就应该利用超滤膜技术进行水处理，尽可能降低电镀废水带来的污染效应，在具体的处理过程中电镀企业通常会将反渗透技术和超滤膜技术联合使用，这样就能过滤废水中的硝酸盐和有机碳等各种无机物，在新时期电镀企业要想寻求更长久的发展，就应充分运用好超滤膜技术处理自身所带来的工业废水，响应国家的环保政策。

3 结束语

水与人们的生产、生活息息相关，水资源又是具有一定稀缺性的，节约用水、保护水资源对社会的发展有着重要意义，而进入新时代保护水资源同样是我国环保工作的重点内容之一，大量的污染对我国水资源造成了一定的负面影响，这就需要我们利用先进的科学技术来对污水进行处理以加强我国的环境保护工作，超滤膜技术在环境工程水处理中就发挥了巨大的作用，它是一种全新的水处理技术，我们应逐渐加强该项技术在我国环境工程水处理中的应用，充分发挥其在污水处理方面的效果并推动该项技术走向成熟。