超滤膜技术在环境工程水处理中的有效实践

王良 张焕

【摘 要】水处理是环境工程的重要组成部分，其工作质量直接关系到城市居民的用水安全性以及水资源的利用率。做好水处理工作，是实现人与自然和谐发展，落实可持续发展目标的重要路径，因此，如何利用新兴技术提高水处理质量是社会各界关注的焦点。随着科技的发展，人们发现超滤膜技术具有良好的水资源处理效果，并逐渐将其应用于环境工程水处理工作中。本文简要阐述了该技术的原理以及在水处理中的应用优势和劣势，并从饮用水净化、海水处理、工业废水处理、城市污水处理四个角度，概述了该技术在环境工程水处理中的实践形式，以期对生态环境保护工作的优化与发展产生积极的促进作用。

【关键词】超滤膜技术;污水净化;环境工程;水处理应用

资源匮乏、污水排放量大是我国水资源面临的主要问题。而超滤膜技术既能够对生活污水、工业废水进行高效的处理，又能够对海水资源进行有效的净化，同时还具有成本低、能耗低的应用优势。因此，了解超滤膜技术的原理、特点和优劣势，探究其在环境工程水处理中的有效实践形式，对于该技术的推广普及、我国水处理能力的提升以及环境保护工程的有效开展具有重要的意义。

一、超滤膜技术的原理

超滤膜指的是孔径规格一致，额定孔径≤0.01μm的微孔过滤膜，能够过滤、筛选出粒径小于孔径的溶质分子。而超滤膜技术则是一种以超滤膜为核心过滤介质，以膜两侧压差为驱动力，对原液进行筛分和过滤的技术。当原液流经超滤膜表面时，在压力差的作用下，粒径小于膜额定孔径的溶质分子会穿过超滤膜形成透过液;而粒径大于额定孔径的物质则被隔离在膜的进液侧，形成浓缩液。目前，世界已知最小细菌的直径为0.2μm，远大于膜孔径，因此，在利用超滤膜技术进行水处理时，不仅能够实现大分子有机物、悬浮物、铁锈、泥沙、胶体等大粒径物质的截留，还能够对细菌进行有效截留，从而获得良好的污水净化效果[1]。

二、超滤膜技术在水处理中的应用分析

（一）超滤膜技术在水处理中的应用优势

超滤膜技术在水处理中的应用优势体现在：（1）水处理效率高、处理量大，对于水污染较小的城市，其在饮用水处理方面具有较高的应用效率（2）材料化学稳定好。超滤膜具有良好的耐碱、耐酸、耐高温特性，对于污染水的水质无特殊要求，因此，该技术具有良好通用性和适用性（3）技术原理简单，可实现污水的自动化处理，从而有效节约水处理工作的人力投入。同时，该技术还具有运行安全稳定、易于维护、操作简单等应用优势（4）该技术属于物理性过滤法，应用过程中无需加入任何化学制剂，从而有效避免水体的二次污染以及其它环境污染行为（5）可以通过调节滤膜孔径对特定物质进行针对性过滤，一方面满足不同的水处理需求;另一方面可以实现污水中特定物质的收集，这些收集到的物质加以简单处理后可循环再利用。相较于传统“彻底性”的污水治理模式，该技术更有利于资源的循环利用[2]。

（二）超滤膜技术在水处理中的应用劣势

超滤膜技术的应用弊端主要有：（1）利用超滤膜技术进行水处理时，需要确保污水的供给压力，尤其是一些污染严重的水体，只有在特定的供给压力作用下，超滤膜技术才能彻底、有效地过滤掉水体中的杂质，获得最好的治理效果。因此，优化驱动设备是应用超滤膜技术进行水处理的关键环节。而驱动装备的更新和优化，会在一定程度上增加水处理工序的复杂度以及处理成本（2）超滤膜在长期使用后普遍会出现膜污染情况，不仅会影响水处理的质量和效率，还会增加处理设备的整体能耗。因此，需要定期进行超滤膜消毒或更换[3]。

三、超滤膜技术在水处理中的有效实践

（一）海水净化

我國人口基数大，对水资源的需求量也非常大，从而导致我国水资源始终处于相对紧缺的状态。而我国海水资源十分丰富，若能通过相应的水处理技术，提升海水资源的利用率，则能够有效缓解我国水资源紧缺的问题。目前，我国主要采用电渗技术进行海水的一次性淡化处理，但这种处理方法能耗极为庞大。而在海水淡化处理前，利用超滤膜技术对海水进行预处理，基于超滤膜突出的分离特性，率先过滤掉海水中大部分的微生物、悬浮颗粒以及盐分，能够有效降低后续淡化处理的能耗，提升处理效率。同时，还可以将超滤膜技术与反渗透技术结合使用，进一步提升海水净化处理的效果[4]。

（二）饮用水净化

随着生活水平和质量的提高，国民对于生活用水的质量也提出了更高的要求。与传统的饮用水净化技术相比，超滤膜技术具有更好的原水波动适应能力，能够有效实现胶体物质、悬浮颗粒、“两虫”、细菌、藻类、病毒、水生生物以及其它大粒径有害物质的过滤，显著提升饮用水的净化效果。但对于可溶解性有机物、溶解性盐、金属离子以及其它小分子有机物的截留效果较差。因此，为满足人们不断提高的饮用水质量要求，通常采用混凝-超滤联用、活性炭-超滤联用等工艺技术进行饮用水净化处理[5]。

（三）城市污水处理

随着我国城市化建设进程的不断深入，城市污水排放量显著提升，使得城市污水处理成为环境工程水处理的重要工作内容。城市污水中富含大量病原生物、脂肪类物质和有机物，若处理不当，这些污水将会对城市周边生态环境以及城市居民的身体健康造成严重的危害。利用超滤膜技术进行城市污水处理，基于超滤膜较强的物化和分离特性，能够最大程度过滤掉污水中的病菌和有机物，对总磷、总氮、氯离子、总溶解离子进行有效截留，从而达到治理城市污水的作用。

（四）工业废水处理

工业废水处理是环境工程水处理的重点和难点。工业废水具有排量大、种类多、成分复杂、环境威胁大的特点，不仅处理难度大，而且处理成本较高。而利用超滤膜技术进行工业废水处理，能够显著提升废水处理效率和质量，降低处理成本。例如，造纸过程的每个工艺环节都会产生工业废水，导致最终排放出的造纸废水，成分复杂，富含大量的有毒物质和化学成分，具有极大的危害作用。相较于传统处理方法，运用超滤膜技术处理造纸废水，不仅能够基于超滤膜超高的截留率，显著提升处理效果，还能够将废水中具有利用价值的化学物质有效收集，从而实现资源资利用。

结语：

综上所述，超滤膜具有极强的分离性和极高的截留率，在环境工程中利用超滤膜技术进行水处理，不仅能够显著提升水处理质量、效果，降低处理成本，还能够实现废水中有价值物质的回收再利用。可见，该技术的应用，是提升水污染治理能力、实现资源循环利用的重要途径，因此应得到广泛的推广。

参考文献：

[1]张良.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].能源与节能，2021（04）：98-99.

[2]梁国宾.环境工程水处理中超滤膜技术的应用[J].绿色环保建材，2021（04）：51-52.

[3]夏雪兰.环境工程水处理中超滤膜技术的应用[J].中国资源综合利用，2021，39（03）：194-196.

[4]张珊，邓运全，孙林.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用探究[J].皮革制作与环保科技，2021，2（03）：50-52.

作者简介：

王良（1990.04）男，汉，山西省大同市，本科，助理工程师/高级工，研究方向：水处理/环保。

（作者单位：华能左权煤电有限责任公司）