超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

王应威

摘 要：随着超滤技术在水处理领域的不断推广和膜材料性能研究的不断深入，膜法水处理过程中超滤膜材料及超滤工艺的稳定性问题越来越受到人们的重视。超滤波技术在环境工程水处理中的应用，有助于提高水处理效率，提升处理质量，降低能源消耗。为此，本文主要对环境工程水处理中超滤膜技术的应用进行了探讨，以期为超滤工艺水厂的运行管理提供一定的参考。

关键词：超滤膜技术；环境工程；水处理

我国经济大力发展背景下，开发消耗难以清晰技术的资源、能源，随即令原有生态环境体系产生诸多机理紊乱迹象，对于人们正常生活秩序造成深度影响，至此环境工程大力布置运行，目的是尽量减少对环境的随意性污染和破坏行为，为日后生态环境、经济可持续发展前景同步绽放，提供保障。超滤膜技术目前已经被成功地认证为悬浮颗粒和胶体物质的特殊屏障，能够全方位贯彻两虫、藻类、病毒、水微生物体的祛除指标。此类技术模式运作效率高、能源耗费数量少、控制范围广阔，因此在污水处理中应用得最为广泛。只要我们加强研发能力，努力推动膜技术产业的发展，依靠科技进步，提高产品质量，降低成本，增加品种，扩大应用面提高膜技术应用的工艺设计、系统成套能力，膜制备和膜组件水平，扩大膜品种及相关机电产品，就能使我国超滤膜得到广泛的发展，在水处理领域中发挥更大的作用。

1 超滤膜技术概述

超滤膜技术的作用是溶剂和部分分子量较低的溶质在溶液的压力作用下通过超滤膜的微孔到达超滤膜的另一侧，其他分子量较高的溶质则被保留下来，以便从溶液中分离。超滤膜发挥截留高分子溶质的主要是通过筛选作用来实现的，然而超滤膜表面的一些化学成分也能发挥截留高分子溶质的作用，如：超滤膜的静电作用。超滤膜通常具有分离性能和物化性能， 超滤膜的分离性能主要包括切割分子量、截留率以及水通量，而其物化性能则是超滤膜的

耐化学药品性能、机械强度、耐热温度范围以及适用PH值范围等。超滤膜技术是一种介于纳虑和微滤之间的分离、净化以及浓缩溶液的膜透过分离技术。超滤膜技术能够有效地截留溶液中的胶体物质和悬浮颗粒，且能够有效去除水中细菌、两虫、藻类以及水生生物，实现溶液的浓缩、净化以及分离。

在环保工程的水处理方面，超滤膜有着低能耗、低压力操作、大通量以及高分离利率的优点，此外，超滤膜技术还能够对溶液中的可利用物质进行有效地回收，被广泛应用于现目前的环保工程水处理方面，如：净化饮用水、淡化海水以及回收食品工业污水等水处理方面。

2 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

膜技术是一门崭新的跨学科实用技术，膜分离过程是一种无相变、低能耗物理分离过程，具有高效、节能、无污染、操作方便和用途广等特点，半个世纪以来，膜技术已在许多领域中得到广泛地应用，被公认为是当代最有前途的高新技术之一，超滤膜从20世纪90年代得到广泛应用。因其优点，目前被广泛应用于饮用水净化、生活污水回收、含油废水、纸浆废水、海水淡化等水处理。

1）居民饮用水的净化。经济发展的同时也给水环境造成了严重的污染，尤其是饮用水的净化需要亟待解决。随着超滤膜技术的不断进步，其在饮用水的净化方面也取得了良好成，二者组合的过滤工艺是当前也是对生活污水进行高度净化的重要技术之一，大量数据表明，该组合技术可以有效实现出水CODCr稳定在30mg/L，且NH3-N能够维持在最低0.2mg/L，同时有着高达九成的去污净化效果，也就是说经过净化处理的水可以直接回收利用。

2）电镀工业废水。电镀行业涉及较多的重金属，其废水中铬、锌、镉、镍、铜等重金属离子含量大，难以被微生物有效吸收，若采用电解法进行处理则又需要耗费较多的成本，影响企业的经济效益，因此电镀工业废水处理成为企业发展的难题。自超过滤技术产生后该项困难有所解决，由于超滤膜的过滤孔径较小，加之反渗膜连用技术的运用，可有效处理掉电镀废水中大量的重金属离子，以及其他有机碳和硝酸盐等，根据相关实践表明，超滤膜技术除去的镍达到99.8%，有机碳多余87%，硝酸盐达到95%。可见，该技术对电镀废水的处理效果十分明显，对降低电镀废水造成的环境污染治理有着显著成效。

3）含油废水处理。含有废水在工业废水中所占比例较大，根据废水中含有状态的不同，主要分为浮油（漂浮于污水表面的油脂）、散油（混合在污水之中）、乳化油（油内含有乳化剂），由于存在状态不同，对其进行处理的难易程度也有差别，想浮油与散油可以通过沉降、分离、活性炭吸附等方式除去，但是对于乳化油的处理则较难，一般是机械方式难以有效处理，需借助超过滤技术进行。由于超滤膜只允许低分子物质与水透过，而乳化剂中的有机物与表面活性剂等直径较大，无法穿过超滤膜进入滤液，同时在出油过程中BOD与COD也被有效的除去。

4）海水淡化的处理。淡水资源有限，随社会的不断发展，导致地球上淡水资源短缺。海水是组成物质最为丰富的水资源类型，随着社会的不断发展，所以海水淡化处理工作是一项非常庞大的工程。海水淡化是目前有效解决淡水资源短缺的重要方法之一。海水淡化技术已经经历了很长一段发展时间，并且取得了一定的成绩。就目前而言，电渗技术虽然可以有效的实现海水的淡化，但是在水的回收方面却效率非常的低下，能耗较高。但是反渗技术的使用可以有效的解决上述问题，海水淡化工程中使用反渗技术目前已经成为一项非常重大的技术改革。反渗技术的使用可以有效的降低能耗，不仅如此，还可以有效的降低总成本，提升海水的脱盐率。随着社会的不断发展，反渗技术得到了进一步改革进步，在海水淡化方面膜技术的使用也有了一定的起色，特别是超滤膜技术。超滤膜技术主要的特性是具备强大的分离作用以及极大的物化作用。所以其被使用在海水淡化处理中。在海水淡化处理过程中，超滤膜技术的使用可以有效的控制反渗系统中进水水质，最大程度的提升海水淡化的水质。

5）造纸废水处理。就目前而言，在对造纸废水分离技术方面的主要研究成果有：一是对副产生品进行回收，对木素进行综合利用；二是有效浓缩造纸剩下的浆液；三是去除制浆废水中的有害物质等，比如漂白粉。当分子量为2000u的PES200（聚醚砜）膜对造纸SCMP（硫化化机浆）废水进行处理时，其对滤过膜进行清洗后，过滤量可以达到98%。大量数据显示，在处理工业废水时，需要将温度控制在合理的范围内，15℃最适宜，此外在压强0.1MPa，0.8μm以及50nm的无机陶瓷膜联合使用时效果比較好，其中0.8μm无机膜能够去除30%-45%的COD，而50nm的无机膜效果更好，能够去除55%-70%的COD。

6）回用城市污水。城市污水是一种重要的水资源，随着我国水污染问题的愈发严重，将超滤膜技术应用于城市污水回用，日渐引起了人们的关注。西方国家费了很大的精力处理废水，处理后确仅仅是将其通过排水管网排到地表水源中，这种作为非常不合理。再次，超滤因为其价格方面的优势为污水的回用提供了一种有吸引力的解决办法。其实，从城市污水处理厂和工厂中排出的废水，是作为工业用水，甚至是饮用水的一种非常好的水资源。这在技术上是完全可以实现的。

3 结束语

总之，由于超滤膜技术在水处理方面的诸多优点，在很多国家超滤膜技术都应用于饮用水处理，在我国则主要用于工业领域的废水回用。目前在我国，超滤膜技术在电力、钢铁、化工等工业废水处理领域，都得到了较多的应用。随着工业的发展，超滤膜技术将具有越来越广阔的应用和发展前景。

参考文献

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