环保工程水处理过程中超滤膜技术应用探析

2023-01-06李洋

皮革制作与环保科技 2022年14期

李洋

（潍坊市生态环境局昌乐分局，山东潍坊 261000）

水资源是人们日常生活中不可缺少的重要资源。而我国由于人口数量较多，水资源消耗较高，如果随意排放污水，不仅会对环境造成严重污染，同时也造成了一定的浪费。但环保工程中的水处理技术可以对水资源进行有效处理，能去除水中的杂质、细菌和病毒。其中，超滤膜技术是水处理技术中最为有效的一种，因此，该技术在环保工程中的应用具有十分重要的现实意义。

1 超滤膜工艺技术概述

超滤膜技术是一种新技术，在实际应用中具备很多的优势与特点，因而人们得到了普遍的关注和认可。但该技术在实际应用过程中，还是需要相关技术人员从各个角度对其进行分析和了解[1]。超滤膜技术主要是利用超滤膜的结构特点，对水资源进行净化处理，以确保水资源得到科学合理的二次利用时，该技术还可以过滤纳米级的物质，与普通过滤方法相比，超滤膜技术能过滤掉水中的微小物质，因而超滤膜技术被广泛应用在各个行业的水源净化处理中，且处理后的水质变得更加清澈，从而净化效果也变得更加理想。

2 超滤膜工艺技术的应用原理

从超滤膜技术具体操作原理的角度来看，该技术在应用期间会用到相应的驱动设备，以此给水资源施加一定的压力，从而将水资源和大分子杂质进行有效分离。通常，经过超滤膜技术分离之后的水资源可以保持90%以上的纯净度。而在实际应用过程中，静压力指标范围最低数值要保持在0.1 MPa，最高要保持在0.5 MPa，而且对超滤膜的直径和孔径也提出了相应的指标要求。同时，从精确程度的角度来看，该技术与光学显微镜的应用效果相一致。另外，从技术应用方法的角度分析来看，超滤膜技术在应用过程中要保持连续性和阶段性。其中，阶段性是指在实际应用中必须要对应处理区域和对象；而连续性质是指在处理过程中要保证装置运行的连续性，进而满足环保工程的相关要求。

3 超滤膜工艺技术的主要特征

3.1 超滤膜技术具有全面性

新型超滤膜水处理技术与传统的水处理技术相比，其水处理质量更高，这主要是因为该技术具有全面性的特点，可将水中各种各样的有害杂质去除。而且超滤膜技术还可以有效避免化学药剂造成的严重危害，同时避免净化之后的水再次受到污染，有效保证了水资源的清洁程度。

3.2 超滤膜的耐受性强

超滤膜技术在实际应用过程中是将超滤膜作为介质，这种介质可承受更高的温度，具有耐水解、耐腐蚀、耐酸等特点，也因此在我国水处理工程中得到了广泛应用。而且与传统滤膜不同的是，超滤膜技术可以使滤膜在高温与高蒸汽条件下完成消毒与净化的工作，还可以在酸度较强的环境中更好地完成水处理工作，所以该技术具有十分良好的耐受性。

4 超滤膜工艺技术的发展趋势

超滤膜技术也是一种选择性渗透分离技术，主要原理就是将大小分子进行分离，以此实现分离物质的效果。从工艺流程看，小分子会在外力作用下通过滤膜，而大分子则会留在滤膜的一侧。比如在环保工程水处理过程中，该技术可以将水中的盐类与无机物等较大分子分离出去，从而实现水体有净化效果。另外，该技术还可以使水处理过程变得更加简单，且设备占用空间较小，还不会涉及其他化学产品。

当前，超滤膜技术通常应用在工业水处理中，能有效实现废水净化与水源回收利用，主要是因为该技术的工作模式在长时间使用过程中得到了细化与优化，能对工业废水进行更好的处理，且在循环处理方面的优势也十分突出。但在日常生活用水处理过程中，受工艺技术和使用成本的限制，应用较少。随着环保工程处理技术的不断完善和优化，未来在日常生活领域中也会发挥出更好的效果[2]。

5 超滤膜技术的应用优势

5.1 有较突出的自动化和机械化优势

超滤膜技术的实际操作过程十分简单，在技术应用方面具有很好的自动化与机械化的优势，可在使用相关设备的基础上解放人力，这样既相应减少了人力需求，又降低了水处理的投入成本，从而为环保工程创造了更高的经济效益，也更好地改善了生态环境的质量。

5.2 应用效果好及过滤性强

在超滤膜技术应用过程中，主要是对污水起到了一定的过滤和净化效果，呈现出了较强的过滤处理优势，明显提升了水处理的效率。同时，该技术对周边环境的影响较小，也不需要在水处理过程中掺加任何化学药剂，其水处理和过滤过程具有较强的环境关联性，这使得环保工程的优势得到了充分体现。在实际处理过程中，超滤膜技术通常是利用物理原理进行过滤，不仅可以高效处理水污染问题，还可以提高水处理的整体效果，从而更好地保护了生态环境，同时对外界水环境也起到了一定的协调作用，避免出现更严重的环境污染问题[3]。

5.3 应用范围广

大部分超滤膜技术都会在水环境中进行，其过滤效果十分稳定，所以该技术可以在更多的水环境条件下使用。除此之外，在应用该技术时，不会对环境因素提出更高的要求，只要在高温环境下进行就可以充分发挥出其技术优势，因此适用性十分广泛。

6 水处理工程中超滤膜技术的种类

6.1 膜处理技术

该技术主要是通过膜的渗透性来分离一些杂质，以实现更理想的处理效果。因此，在环保工程水处理中超滤膜技术的基础就是超滤膜材料，其滤膜孔径通常在1～100 nm范围内，所以在海水淡化去除杂质方面发挥出了重要价值。当前，该技术在淡水资源利用方面的发展形势良好，不仅有效改善了用水紧张的问题，还在一定程度上缓解了水资源短缺的压力。另外，膜分离技术还可以与生物技术结合在一起将水中的杂质全面去除，有效降低了水中污染物浓度，实现了废水的低成本处理，且出水质量很高，使水资源的利用效率得到了明显提升。

6.2 超滤膜短流程处理技术

该技术主要是将水处理工作集中在一个构筑物中，操作十分简单，自动化程度较高，与常规的超滤膜技术相比，超滤膜短流程处理技术具有膜污染低、造价低以及占地面积较小等优势。同时，该技术也是超滤膜技术中十分常用的一种，其应用效果较为明显。此外，该技术还可以应用在生活废水与工业废水的处理中，能有效去除水中的金属离子，从而实现了废水净化处理。但从具体的应用看，虽然该技术在低污染水处理过程中的应用十分常见，但如果水污染问题十分严重，就不适合采用该技术。因此，该技术具有针对性过强的缺点。

6.3 组合超滤膜处理技术

该技术主要是将两种或多种水处理技术集成在一起，从而实现了水资源的高效处理。因此，在组合超滤膜技术应用过程中，有效解决了传统技术的单一性和局限性，可以对水资源进行高效处理。但该技术在实际应用过程中还存在很多问题，需要相关技术人员不断探究，并创新开发出多样化的组合工艺，进而提高环保工程水处理的整体水平。

7 环保工程水处理中超滤膜技术的应用价值

当前，在环保工程水处理中应用超滤膜技术具有十分重要的意义，主要是与其他水处理技术相比，该技术具备很好的稳定性和安全性，且水处理净化效果十分显著，系统运行非常好。而且，超滤膜技术在实际应用过程中可在高温条件下稳定运行，包含的化学物质又非常少，所认可有效去除水体中的细小微生物，提高水体的整体安全性。同时，超滤膜技术还可以去除水中的悬浮物，降低水体浑浊程度，加强了净化水平，且不需要使用混凝剂等辅助材料就可以保持良好的运行状态。因此，该技术在我国水净化系统中的应用十分常见，不仅可以满足低成本的水处理需求，还可以满足节能环保的发展要求。另外，从工艺技术层面来看，该技术具有以下两点价值：一是能有效提高水体杂质的去除效率，甚至可以将胶体杂质全部去除；二是能有效避免二次污染的情况出现，而且在水处理过程中不需要添加任何的化学药品和添加剂。

8 环保工程水处理中超滤膜技术的应用措施

8.1 选择最佳技术措施

在环保工程水处理中，为了确保超滤膜技术能得到更加高效的利用，必须要选择科学合理的技术措施，以提高水处理工作的整体效果[4]。常见的技术措施包括：一是双膜净化水处理技术，该技术在我国环保工程水处理过程中是一种十分常见的技术类型，在实际操作过程中可将双层滤膜整合在一起，从而提高了水质的净化效果。同时，该技术不仅可以处理水体硬化问题，还能够有效处理污染较为严重的水体。而与其他净水技术相比，双膜净化水技术能将超滤技术与反渗透技术高效结合在一起，并利用超滤设备抽取已超滤净化处理之后的水源，以此为各个地区提供质量更高的水源。二是短流程净水技术，该技术可以利用各种不同的现代化工程技术，提高水处理的整体净化效率，但在实际应用过程中对水源质量要求较高。与其他技术相比不会受水处理规模的影响，还可以在原来水厂设施基础上进行新建，也不需要投入大量的水体进行超滤膜处理，且降低了超滤膜一侧的水压。

8.2 明确重点应用领域

8.2.1 电镀废水处理中的应用

在工业企业生产过程中，排放的废水中会含有铜元素等毒性物质，从而严重危害了人们身体健康以及动植物生长。同时，电镀废水中还包含着大量无法被微生物吸附的离子，且生化性能非常低，如果采用传统的电解法进行水处理，就无法满足环保节能的要求，甚至还会浪费大量的水资源。对此，在应用超滤膜技术时，可结合电镀废水的排放特征设置基础系统，以有效清除废水内部的有机物成分，进而将废水的清除率提高到80%以上，并去除其中的毒性成分，然后经过处理后再排放到外界环境中，这样就不会对自然环境造成任何不利影响。

8.2.2 含油废水处理中的应用

通常情况下，我国环保工程中需要处理的含油废水是以乳化油与分散油的形式存在，主要来源于居民的日常生活。但因为分散油与浮油本身就具有独特的特点，所以采用活性炭和机械分离的方式很难处理。同时，乳化油也是一种油和水相互结合的物质，处理难度非常大。因此，应用超滤膜技术可以对含油废水中的分子物质与水进行高效过滤，从而提高了分离的有效性，快速实现了水净化处理的效果。

8.2.3 城市污水处理中的应用

随着城市化发展进程的不断深入，大部分工业企业也在改造扩建。而目前，人们的日常生活污水与工业废水排放量不断增加，因而造成了十分严重的环境污染，且水资源浪费现象也变得越来越严重。对此，必须要加大污水的处理力度，可利用超滤膜技术提高污水的处理效果，去除其中存在的有毒物质，以确保经过处理之后的废水可以应用在设备清洗与浇灌等方面，甚至一些净化质量符合标准的水质还可以应用在饮用水方面，进而实现了污水循环利用的目标。另外，还要积极构建超滤膜基础设施与净化设备，并利用先进的现代化技术与相关设备来处理城市污水，以满足回收再利用的标准要求。这样不仅可以避免污水对环境造成影响和破坏，还可以有效降低资源浪费问题的发生概率，从而可更好地满足节能环保的基本要求。

8.2.4 海水处理中的应用

从我国目前的水资源来看，海水在总体水资源中的占比很大，但淡水资源占比较低，再加上淡水污染问题变得越来越严重，最终导致水资源出现了严重短缺的情况。对此，海水淡化处理成为了提高水资源利用率的重要措施。而在以往的海水淡化处理过程中，虽然应用电渗技术获得了十分理想的效果，但海水淡化水平并不高，甚至无法满足预期标准。而积极应用超滤膜技术能明显提升淡化效果，既减少了海水资源的消耗，又加强了脱盐的有效性，还使海水经淡化处理后获得了更加优质的水源。另外，应用超滤膜技术还可以对海水实施分类处理。

8.2.5 饮用水处理中的应用

在工业废水和生活污水排放量不断增加的影响下，我国的水污染问题变得十分严重，而传统的净化方式已无法满足水处理的质量标准要求，并很难将水中的杂质和污染物去除。因此，必须要采用超滤膜技术对饮用水进行处理，将其中存在的细菌和微生物物质有效去除，从而提高饮水净化的整体效果。在此基础上，采用超滤膜技术还可以将饮用水中微米级别的颗粒去除，从根本上改善饮用水的整体品质。但在整个过程中要按照饮用水标准合理使用超滤膜技术，以此对其中的色度、浊度、锌含量以及大肠杆菌等成分进行合理控制，进而为人们提供质量安全卫生标准合格的饮用生活用水。

8.2.6 造纸污水处理中的应用

在造纸企业实际生产过程中，主要是将浆液材料制作为纸张，其整个过程包括洗浆、制浆、漂白以及抄造等环节，而每个环节都会产生大量的废水，污水颜色非常深，其中包含着很高的pH值和一定浓度的化学药物成分与纤维素成分，导致水处理工作存在一定的难度。同时，因为造纸生产中的原材料是麦草，所以在蒸煮过程中产生的黑色液体需氧量较大，硅元素含量较多，流动性非常低，如果使用传统技术已无法满足水处理的基本要求。而采用超滤膜技术就可以回收废水中的木素和半纤维素，以此对废水进行有效净化，这样不仅提高了木质素的回收利用效果，还可以使水中的有机物成分得到高效去除。另外，在漂白水处理过程中应用超滤膜系统，还可以明显降低污水色度，并有效去除树脂和有机物成分，进而满足水处理的基本需求。总体来看，应用超滤膜技术可以对造纸污水进行分离、提纯和浓缩处理，不仅加强了废水处理的有效性，还对资源回收再利用提供了一定帮助。