环境工程水处理中超滤膜技术的应用

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摘 要：随着时代的发展，水资源缺乏、水资源污染逐渐让人们意识到高效利用水资源、节约水资源的重要性。环境工程水处理是水资源的再生过程，因此如何在这个过程中利用相关技术提升水资源利用率，降低水资源污染值得深思。本文对此展开研究，以超滤膜技术的概念和特点为出发点，探讨如何将该技术应用到水处理过程中，从而提升环境工程水处理效果。

关键词：水环境污染;环境工程;水处理;超滤膜技术

中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）35-0071-03

Abstract： With the development of the times， lack of water resources and water pollution have gradually made people realize the importance of efficient use of water resources and conservation of water resources. Environmental engineering water treatment is the regeneration process of water resources， therefore， how to use relevant technologies to improve water resource utilization and reduce water pollution in this process is worthy of deep consideration. This paper started research on this， taking the concept and characteristics of ultrafiltration membrane technology as a starting point， and discussing how to apply this technology to the water treatment process to improve the water treatment effect of environmental engineering.

Keywords： water environmental pollution;environmental engineering;water treatment;ultrafiltration membrane technology

經济快速发展的背后带来的是科学技术水平突飞猛进的提升，我国超滤膜行业随着时代进步应运而生，其发展速度十分显著。据统计，2009年，我国超滤膜行业规模已经高达35.26亿元;2019年，其市场规模已经达到157.89亿元，可见过往的五年发展让其规模翻了5倍。2019年，我国超滤膜销量约为10 690万m2，同比2015年的9 032万m2增长18.36%，从超滤膜技术的应用来讲，范围在不断扩大，作用也日益凸显。随着我国环境保护力度的不断加大，环境工程也可以尝试利用此技术来提升水处理效果。

1 超滤膜技术概述及应用原理

超滤膜分为两部分，即超滤和半透性膜。如图1所示，利用压力差的作用，原液经过膜表面，如果原液中有很多大分子物质，就会因为直径过大而被过滤到膜的另一侧;如果物质的直径小于原液流体的直径，就可以通过滤孔，这就是超滤膜的工作原理。经过这样的过滤后，很多无益物质则会被过滤掉，含量则会显著减少。之后，一些无法过滤的大直径物质则可以通过相关化学反应进行处理[1]。

2 超滤膜技术应用的特点

一是超滤膜技术可以实现系统的自动化运行，大幅度降低了人力成本和物力成本，效果也比传统过滤模式高很多，符合新时代低碳高效的发展趋势。二是超滤膜技术效率高，而且其控制范围也较传统模式有了大幅度提升。三是精度较为准确，经过该技术处理后，水质会有明显改善，而且超滤膜对环境的污染较低。四是适用范围广，过滤方式比较多元，其适用于不同的水处理环境，不论是酸性废水还是碱性废水均可。其具有较强的耐高温特性，发挥作用的最佳温度为140 ℃，因此，该技术使用过程经常会涉及高温蒸汽清洗。如果有必要，还可以设置多层过滤环节。五是整个过滤技术发挥作用过程中涉及的化学药剂比较少，多数都采用物理原理，因此其污染程度较低，保证水资源过滤过程和过滤效果的环保性。六是超滤膜技术之后的物质安全性较高，环境影响程度大幅度降低。

3 水处理工程中超滤膜技术的种类

3.1 膜分离处理技术

膜分离处理技术利用分离原理，借助膜的渗透性来分离一些杂质。这种技术的基本材料就是超滤膜，在分离杂质时，超滤膜的孔径十分关键，需要保持在1～100 nm。该技术常用于处理生活污水，可以有效提升水资源利用效率[2]。

3.2 超滤膜短流程处理技术

与传统的超滤膜工艺相比，超滤膜短流程处理技术效率更高、成本更低，环境污染比较低，因此属于超滤膜技术中比较高效的一种，其整个运行过程处于构筑物内，采用很多自动化设备。这种技术多用于处理工业废水和生活污水，有毒有害物质处理效果较好[3]。

3.3 组合超滤膜处理技术

组合式处理技术就是将多种技术融合使用，从而提升效率。对于超滤膜技术来说，如果过滤要求较高，而过滤过程又十分复杂，则可以选择组合超滤膜处理技术，这种技术的效果更加多元，可以实现对水的高效处理，但是目前组合效果和方式还有所欠缺，研究人员应当加大相关研究力度。

4 环境工程水处理中超滤膜技术的应用

超滤膜技术的优势良多，这是环境工程水处理使用的价值所在。但是，如何将该种技术很好地运用到环境工程水处理过程中值得研究。

4.1 工业废水处理

工业废水对环境的污染一直备受关注，虽然很多企业尝试不同的处理方式，但是效果总有欠缺。当下，工业废水已经影响人们的生活和健康，若很多有毒物质进入饮用水中，则后果不堪设想。因此，人们要引入超滤膜技术，对工业废水进行有效处理，有效过滤工业废水中的有毒有害物质。

超滤膜技术处理工业废水的基本原理如图2所示，首先利用过滤网过滤掉毛发物质，然后经过砂过滤、微过滤等过程来排除有毒有害物质。其间，细菌和红血球经过过滤可以得到很好的净化，从而减少工业废水中的有害物质含量。

4.2 饮用水净化处理

人体健康和水质有着密切的关系，如果饮用水质量不达标，长期饮用会对人们的生命造成威胁。因此，饮用水净化十分关键。超滤膜技术可以用于饮用水净化处理。

由图3可以看出，自来水经过内压式中空纤维超滤膜筛选，在压力差的作用下，有益矿物质和微量元素被留下，产出净化水，但是铁锈、细菌、藻类、胶体等物质也会被留在内部。超滤膜技术可以截留分子量较大的物质，大幅度提升饮用水质量，但是超滤膜系统要定期进行清洗，方可保证效果。很多病毒和细菌无法经过上述过程过滤掉，因此可以采用超滤膜技术组合的方式，效果会更好。

4.3 电镀废水处理

在电镀废水中，很多微生物无法充分溶解，如果融入电解法，就会增加过滤成本。超滤膜技术的使用则克服上述问题，既降低对渗透膜的破坏，又降低杂质的遗留，可以有效实现地毯式过滤。超滤膜技术处理电镀废水的原理如图4所示。按照顺序（①—②—③）打开开关，经过处理，糟液就会转变为清水。

5 结语

与传统的水处理技术相比，超滤膜技术的优势良多，因此在环境工程水处理中可以广泛地应用，这符合可持续发展要求。近年来，超滤膜技术的使用率不断提升，为我国水处理做出了巨大的贡献。本文对此展开研究，提出了具体运用超滤膜技术的路径，以促进社会经济持续发展，实现低碳环保的水处理目标。

参考文献：

[1]张际平，佟胜伟，苑芯茹.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用研究[J].中国资源综合利用，2019（10）：187-189.

[2]冉光普.环境工程水处理中超滤膜技术的應用分析[J].低碳世界，2019（10）：11-12.