超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

王應(yīng)威

摘 要：隨著超濾技術(shù)在水處理領(lǐng)域的不斷推廣和膜材料性能研究的不斷深入，膜法水處理過程中超濾膜材料及超濾工藝的穩(wěn)定性問題越來越受到人們的重視。超濾波技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用，有助于提高水處理效率，提升處理質(zhì)量，降低能源消耗。為此，本文主要對環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討，以期為超濾工藝水廠的運(yùn)行管理提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：超濾膜技術(shù)；環(huán)境工程；水處理

我國經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展背景下，開發(fā)消耗難以清晰技術(shù)的資源、能源，隨即令原有生態(tài)環(huán)境體系產(chǎn)生諸多機(jī)理紊亂跡象，對于人們正常生活秩序造成深度影響，至此環(huán)境工程大力布置運(yùn)行，目的是盡量減少對環(huán)境的隨意性污染和破壞行為，為日后生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展前景同步綻放，提供保障。超濾膜技術(shù)目前已經(jīng)被成功地認(rèn)證為懸浮顆粒和膠體物質(zhì)的特殊屏障，能夠全方位貫徹兩蟲、藻類、病毒、水微生物體的祛除指標(biāo)。此類技術(shù)模式運(yùn)作效率高、能源耗費(fèi)數(shù)量少、控制范圍廣闊，因此在污水處理中應(yīng)用得最為廣泛。只要我們加強(qiáng)研發(fā)能力，努力推動(dòng)膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，依靠科技進(jìn)步，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加品種，擴(kuò)大應(yīng)用面提高膜技術(shù)應(yīng)用的工藝設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套能力，膜制備和膜組件水平，擴(kuò)大膜品種及相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品，就能使我國超濾膜得到廣泛的發(fā)展，在水處理領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。

1 超濾膜技術(shù)概述

超濾膜技術(shù)的作用是溶劑和部分分子量較低的溶質(zhì)在溶液的壓力作用下通過超濾膜的微孔到達(dá)超濾膜的另一側(cè)，其他分子量較高的溶質(zhì)則被保留下來，以便從溶液中分離。超濾膜發(fā)揮截留高分子溶質(zhì)的主要是通過篩選作用來實(shí)現(xiàn)的，然而超濾膜表面的一些化學(xué)成分也能發(fā)揮截留高分子溶質(zhì)的作用，如：超濾膜的靜電作用。超濾膜通常具有分離性能和物化性能， 超濾膜的分離性能主要包括切割分子量、截留率以及水通量，而其物化性能則是超濾膜的

耐化學(xué)藥品性能、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱溫度范圍以及適用PH值范圍等。超濾膜技術(shù)是一種介于納慮和微濾之間的分離、凈化以及濃縮溶液的膜透過分離技術(shù)。超濾膜技術(shù)能夠有效地截留溶液中的膠體物質(zhì)和懸浮顆粒，且能夠有效去除水中細(xì)菌、兩蟲、藻類以及水生生物，實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、凈化以及分離。

在環(huán)保工程的水處理方面，超濾膜有著低能耗、低壓力操作、大通量以及高分離利率的優(yōu)點(diǎn)，此外，超濾膜技術(shù)還能夠?qū)θ芤褐械目衫梦镔|(zhì)進(jìn)行有效地回收，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)目前的環(huán)保工程水處理方面，如：凈化飲用水、淡化海水以及回收食品工業(yè)污水等水處理方面。

2 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

膜技術(shù)是一門嶄新的跨學(xué)科實(shí)用技術(shù)，膜分離過程是一種無相變、低能耗物理分離過程，具有高效、節(jié)能、無污染、操作方便和用途廣等特點(diǎn)，半個(gè)世紀(jì)以來，膜技術(shù)已在許多領(lǐng)域中得到廣泛地應(yīng)用，被公認(rèn)為是當(dāng)代最有前途的高新技術(shù)之一，超濾膜從20世紀(jì)90年代得到廣泛應(yīng)用。因其優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于飲用水凈化、生活污水回收、含油廢水、紙漿廢水、海水淡化等水處理。

1）居民飲用水的凈化。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也給水環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，尤其是飲用水的凈化需要亟待解決。隨著超濾膜技術(shù)的不斷進(jìn)步，其在飲用水的凈化方面也取得了良好成，二者組合的過濾工藝是當(dāng)前也是對生活污水進(jìn)行高度凈化的重要技術(shù)之一，大量數(shù)據(jù)表明，該組合技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)出水CODCr穩(wěn)定在30mg/L，且NH3-N能夠維持在最低0.2mg/L，同時(shí)有著高達(dá)九成的去污凈化效果，也就是說經(jīng)過凈化處理的水可以直接回收利用。

2）電鍍工業(yè)廢水。電鍍行業(yè)涉及較多的重金屬，其廢水中鉻、鋅、鎘、鎳、銅等重金屬離子含量大，難以被微生物有效吸收，若采用電解法進(jìn)行處理則又需要耗費(fèi)較多的成本，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此電鍍工業(yè)廢水處理成為企業(yè)發(fā)展的難題。自超過濾技術(shù)產(chǎn)生后該項(xiàng)困難有所解決，由于超濾膜的過濾孔徑較小，加之反滲膜連用技術(shù)的運(yùn)用，可有效處理掉電鍍廢水中大量的重金屬離子，以及其他有機(jī)碳和硝酸鹽等，根據(jù)相關(guān)實(shí)踐表明，超濾膜技術(shù)除去的鎳達(dá)到99.8%，有機(jī)碳多余87%，硝酸鹽達(dá)到95%?？梢姡摷夹g(shù)對電鍍廢水的處理效果十分明顯，對降低電鍍廢水造成的環(huán)境污染治理有著顯著成效。

3）含油廢水處理。含有廢水在工業(yè)廢水中所占比例較大，根據(jù)廢水中含有狀態(tài)的不同，主要分為浮油（漂浮于污水表面的油脂）、散油（混合在污水之中）、乳化油（油內(nèi)含有乳化劑），由于存在狀態(tài)不同，對其進(jìn)行處理的難易程度也有差別，想浮油與散油可以通過沉降、分離、活性炭吸附等方式除去，但是對于乳化油的處理則較難，一般是機(jī)械方式難以有效處理，需借助超過濾技術(shù)進(jìn)行。由于超濾膜只允許低分子物質(zhì)與水透過，而乳化劑中的有機(jī)物與表面活性劑等直徑較大，無法穿過超濾膜進(jìn)入濾液，同時(shí)在出油過程中BOD與COD也被有效的除去。

4）海水淡化的處理。淡水資源有限，隨社會(huì)的不斷發(fā)展，導(dǎo)致地球上淡水資源短缺。海水是組成物質(zhì)最為豐富的水資源類型，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，所以海水淡化處理工作是一項(xiàng)非常龐大的工程。海水淡化是目前有效解決淡水資源短缺的重要方法之一。海水淡化技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了很長一段發(fā)展時(shí)間，并且取得了一定的成績。就目前而言，電滲技術(shù)雖然可以有效的實(shí)現(xiàn)海水的淡化，但是在水的回收方面卻效率非常的低下，能耗較高。但是反滲技術(shù)的使用可以有效的解決上述問題，海水淡化工程中使用反滲技術(shù)目前已經(jīng)成為一項(xiàng)非常重大的技術(shù)改革。反滲技術(shù)的使用可以有效的降低能耗，不僅如此，還可以有效的降低總成本，提升海水的脫鹽率。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，反滲技術(shù)得到了進(jìn)一步改革進(jìn)步，在海水淡化方面膜技術(shù)的使用也有了一定的起色，特別是超濾膜技術(shù)。超濾膜技術(shù)主要的特性是具備強(qiáng)大的分離作用以及極大的物化作用。所以其被使用在海水淡化處理中。在海水淡化處理過程中，超濾膜技術(shù)的使用可以有效的控制反滲系統(tǒng)中進(jìn)水水質(zhì)，最大程度的提升海水淡化的水質(zhì)。

5）造紙廢水處理。就目前而言，在對造紙廢水分離技術(shù)方面的主要研究成果有：一是對副產(chǎn)生品進(jìn)行回收，對木素進(jìn)行綜合利用；二是有效濃縮造紙剩下的漿液；三是去除制漿廢水中的有害物質(zhì)等，比如漂白粉。當(dāng)分子量為2000u的PES200（聚醚砜）膜對造紙SCMP（硫化化機(jī)漿）廢水進(jìn)行處理時(shí)，其對濾過膜進(jìn)行清洗后，過濾量可以達(dá)到98%。大量數(shù)據(jù)顯示，在處理工業(yè)廢水時(shí)，需要將溫度控制在合理的范圍內(nèi)，15℃最適宜，此外在壓強(qiáng)0.1MPa，0.8μm以及50nm的無機(jī)陶瓷膜聯(lián)合使用時(shí)效果比較好，其中0.8μm無機(jī)膜能夠去除30%-45%的COD，而50nm的無機(jī)膜效果更好，能夠去除55%-70%的COD。

6）回用城市污水。城市污水是一種重要的水資源，隨著我國水污染問題的愈發(fā)嚴(yán)重，將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于城市污水回用，日漸引起了人們的關(guān)注。西方國家費(fèi)了很大的精力處理廢水，處理后確僅僅是將其通過排水管網(wǎng)排到地表水源中，這種作為非常不合理。再次，超濾因?yàn)槠鋬r(jià)格方面的優(yōu)勢為污水的回用提供了一種有吸引力的解決辦法。其實(shí)，從城市污水處理廠和工廠中排出的廢水，是作為工業(yè)用水，甚至是飲用水的一種非常好的水資源。這在技術(shù)上是完全可以實(shí)現(xiàn)的。

3 結(jié)束語

總之，由于超濾膜技術(shù)在水處理方面的諸多優(yōu)點(diǎn)，在很多國家超濾膜技術(shù)都應(yīng)用于飲用水處理，在我國則主要用于工業(yè)領(lǐng)域的廢水回用。目前在我國，超濾膜技術(shù)在電力、鋼鐵、化工等工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，都得到了較多的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展，超濾膜技術(shù)將具有越來越廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。

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