浅谈环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用

赵振江

摘要：在环保工程领域，更新水处理技术，改善水污染问题，是保障环境工程用水安全的关键所在。超滤膜技术是国家“七·五”、“八·五”重点科技攻关项目，能够在常温低压环境下实现水处理，具有能耗低、无相变等重要特征。目前，超滤膜技术是水处理的主流趋势技术。本文对超滤膜技术的实用价值进行分析，例举了相关应用实例，分析了其对环保工程的作用，希望对水处理工艺的完善有所帮助。

关键词：环保工程;水处理;超滤膜技术;实用价值

分类号：TV698

引言

膜分离技术是利用膜的选择性分离功能，对料液中的不同组成进行分离、纯化、浓缩的一项技术。相较于传统的过滤技术，膜分离技术的实现是纯物理现象，整个分离过程不涉及相变，具有节能、可拆分等多种特点。超滤膜技术则是依靠超滤膜材料进行过滤、分离的一项高新技术，在适当的压力条件下，超滤膜允许小分子通过，并成功阻截大分子。该项技术在多个行业的实用价值得到了广泛认可，并被广泛地应用于环保行业以及水处理工艺等领域。

一、超滤膜技术的基本特征

超滤介于纳滤、微滤之间，膜孔径约为0.01～0.1μm。超滤膜的常用材料有PAN、PVC、PVDF等，PAN膜的化学稳定性、强度以及柔韧性较好，生产过程的控制难度较低，在经过亲水改造以后，其抗污染性能将大幅度提升;PVDF的耐污染、耐腐蚀性能出色，可承受140℃的高温，能够适应强酸、强碱环境。实践表明，超滤膜对悬浮颗粒以及胶体物质的分离效果十分出色，对细菌、水生生物、藻类的去除效果基本能够满足水处理要求。对环保工程领域的水处理而言，超滤膜技术具有以下优点：（1）处理过程对能源的消耗量较低;（2）可在低压力环境下操作;（3）方便回收可利用物质。

二、环保工程领域超滤膜技术的应用实例

1.饮用水净化

饮用水质量可能成为威胁人体健康的因素，一旦饮用水受到污染，或者饮用水的净化处理过程出现疏忽，可能直接诱发某些疾病，严重威胁到人的身体健康。而从饮用水处理的实际要求来看，一方面，水处理过程需要考虑细菌、悬浮物质、毒害性物质的去除;另一方面，还需要保留水中对人体有益的物质。因此，饮用水净化处理的要求十分要求，需要兼顾污染物、有害物质的清除以及有益物质的充分保留，同时，水处理过程还需要警惕二次污染。针对上述需求，超滤膜技术提供了良好的实现途径：（1）自来水进入超滤膜管以后，在水压差作用下，泥沙、铁锈、细菌、悬浮物等被顺利截留;（2）有益物质、水分子的直径一般小于超滤膜孔径，能够顺利通过。而从实现过程看，将超滤膜技术用于饮用水净化的实现过程并不复杂，水净化效率也能够满足水厂生产的正常需要[1]。值得注意的是，在超滤膜管内被截留的大分子物质可能会直接影响到水净化的效率，为了确保超滤膜发挥其作用，应当根据水污染情况制定清理计划，定期对超滤膜管内的截留物质进行严格清理。

2. 海水淡化

海水是地球上储量较为丰富的一类水资源，发展海水淡化工程，是解决水资源短缺的重要方向。而在高密度人口地域以及沿海地区的缺水地带，发展海水淡化工程的意义显著。目前，海水淡化技术的研发取得了一定的成果，电渗技术是能够直接将海水进行淡化并使其達到生活用水标准的一项技术，但该技术的能耗需求较大，水的回收率也相对较低，这无疑限制了电渗技术的推广;与电渗技术相比，反渗技术无疑解决了能耗、回收率问题，给海水淡化工程带来了新的可能。在反渗技术不断发展的过程中，超滤膜技术开始应用于海水淡化领域，凭借该项技术的分离、物化性能优势，超滤膜技术在海水淡化工程中占据重要地位。从使用效果来看，以超滤膜技术为核心的海水淡化项目，过滤后获得的水质相对稳定，整个过程的能耗以及成本相对较低，但应用过程中可能会发生膜污染现象，影响超滤膜的正常使用。

3.食品工业污水回收

在食品工业，废水回收是一项重要的环保课题。从水的组分来看，食品工业产生的废水中含有不少回收利用价值较大的物质，能够给食品企业带来可观的经济效益，如蛋白质、淀粉等。不仅如此，废水中含有BOD等物质对生态环境有一定的破坏力，若未经处理直接排放，可能造成难以控制的污染问题。基于上述分析，对食品工业的污水处理，需要关注环境污染以及有机物回收两项需求，而超滤膜技术提供的支持作用，能够有效解决COD、BOD的去除以及酵母、乳糖、淀粉等有机物的回收利用。

4.工业废水的处理

工业废水中的污染物是环境的重要危险源，可严重威胁水环境、生态环境，按照国家与行业标准，工业废水必须经过严格的处理与监管，在各项指标达标以后才能排放。而传统废水处理方法虽然能够基本满足废水治理的需求，但同时也导致了大量有用物质的浪费问题。在新的需求下，超滤膜技术的出现，解决了工业废水处理难题。一方面，超滤膜技术可稳定地去除工业废水中的各类污染物，尤其是对毒害性物质的截留效果，基本满足了行业治理标准;另一方面，超滤膜技术为回收中水提供了技术支持，能够方便技术人员回用有机物、有机盐，继而节省工业生产资源，给企业带来可观的经济效益[2]。以电镀工业废水回收为例，废水中含有可危及人体、动物、农作物的重金属离子，可生化性较小，电解法的处理成本过高，超滤膜技术的出现，为其提供了理想的解决方案。有数值表明，“超滤膜+反渗膜”联合使用，能够去除废水中85%以上的总有机碳、95%以上的硝酸盐、99%以上的镍。

三、结语

超滤膜技术的分离性能显著，在水处理工艺中有重要价值。目前，超滤膜技术被广泛应用于海水淡化、饮用水净化、工业废水处理以及食品业污水回收处理等领域。随着超滤膜材料的更新以及工艺方法的不断优化，超滤膜技术将赢得更加广阔的发展空间。

参考文献

[1] 成垦. 浅谈环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用[J]. 建材发展导向， 2020， 018（005）：97.

[2] 张翔， 柏磊. 环保工程水处理过程中超滤膜技术的运用[J]. 资源节约与环保， 2019， 207（02）：81.

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