超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的運用

王永龍

吉林大學(xué)地下水資源與環(huán)境教育部重點實驗室 吉林長春 130021

這一段時期以來，發(fā)展經(jīng)濟(jì)的代價是對環(huán)境的破壞，其中最主要的便是大氣污染和水污染。一些企業(yè)和工廠為實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化，不對生產(chǎn)過程中形成的廢氣廢水進(jìn)行處理，并把它們直接排放出去，這樣的做法嚴(yán)重威脅了人們的健康。為減少水污染，應(yīng)該積極推廣處理污水的技術(shù)[1]。超濾膜技術(shù)在處理污水時不但效率高，而且也不會影響到正常的水環(huán)境。

1 超濾膜技術(shù)的原理及其特點

1.1 技術(shù)原理

超濾膜的技術(shù)原理涵蓋超濾的原理和微透過的原理。所謂超濾原理，就是過濾污染物，在操作中形成一個膜，這個膜不但要起到對于污染物的阻隔作用，還要保障其他非污染物能夠正常通過。在應(yīng)用超濾膜技術(shù)的過程中，要給物質(zhì)以壓力，從而使全部物質(zhì)去往膜所在的方位。經(jīng)過多年發(fā)展，此項技術(shù)已從最初的單層膜發(fā)展成多層膜，大大提高了此項技術(shù)的可行性和實用性。以此同時，這項技術(shù)還可以過濾掉溶液里的雜質(zhì)，從而把未經(jīng)污染的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到膜的另外一側(cè)。微透過原理就是在超濾膜技術(shù)里通過的物質(zhì)都是質(zhì)量十分小并且未經(jīng)污染的[2]。這項技術(shù)可以容納的分子數(shù)量是五百萬，質(zhì)量微乎其微。超濾膜技術(shù)在處理污水方面能力較強(qiáng)，進(jìn)一步確保水質(zhì)安全?，F(xiàn)如今，該項技術(shù)主要應(yīng)用于處理污水和淡化海水的工作之中。

1.2 超濾膜技術(shù)的特點

該項技術(shù)有以下幾個特點：

（1）實用性較高。在超濾網(wǎng)進(jìn)行處理污水的工作中，無需任何化學(xué)品即可完成相關(guān)操作，也不會對水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。

（2）超濾膜技術(shù)具有先進(jìn)性，與傳統(tǒng)過濾手段比較，此項技術(shù)不僅能濾掉污染物質(zhì)，還能過濾掉一些傳統(tǒng)濾膜難以過濾的顆粒。

（3）操作不復(fù)雜。使用過濾膜時僅需提供一點壓力就可以過濾物質(zhì)。

（4）抗酸性較強(qiáng)。超濾膜技術(shù)在過濾雜質(zhì)時能夠有效阻擋酸性物質(zhì)對其的腐蝕作用。

（5）抗溫性較好。一般來說，超濾膜技術(shù)最高溫可達(dá)一百四十?dāng)z氏度，這種溫度常見于消毒的過程中，即便在這樣的高溫中也不會帶來任何的損失。

2 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的運用

2.1 凈化飲用水

飲用水是人人都離不開的，所以，保障飲用水安全衛(wèi)生是很重要的。但城市在發(fā)展中排放廢水越來越多，這些水到了城市附近的河流中，嚴(yán)重威脅到飲用水的水質(zhì)安全。為能讓市民都能喝上健康的放心飲用水，對水質(zhì)的監(jiān)管顯得尤為重要。使用超濾膜的技術(shù)能夠有效過濾并消除水里的細(xì)菌、微生物以及病毒，充分凈化飲用水，減少有害的物質(zhì)。超濾膜能夠截留水中大多數(shù)的懸浮物、膠體等物質(zhì)，但是無法將起重的小分子物質(zhì)溶解，導(dǎo)致超濾技術(shù)在飲用水凈化中的應(yīng)用受到了阻礙。當(dāng)前，很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)，粉末活性炭與超濾技術(shù)聯(lián)合使用能夠?qū)⑿》肿游廴疚镛D(zhuǎn)換成顆粒狀，進(jìn)而被超濾技術(shù)所去除。

2.2 凈化城市污水

由生產(chǎn)生活產(chǎn)生的城市污水嚴(yán)重影響著水生態(tài)系統(tǒng)，給人們?nèi)粘Ｉ钜矌聿槐?。超濾膜技術(shù)可有效濾掉城市污水里的有害物質(zhì)與微生物，通過超濾膜技術(shù)處理污水能夠有效的進(jìn)行水體凈化，凈化的水質(zhì)符合我國淡水凈化標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到凈化準(zhǔn)的目的，使水資源能夠循環(huán)高效利用，以免造成水資源的浪費。

2.3 凈化造紙污水

造紙也會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的水污染，在造紙過程中還會浪費大量的水資源。在造紙的污水中，有很多有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)會危害農(nóng)作物，水資源也難以實現(xiàn)循環(huán)使用。利用超濾膜技術(shù)，可以分離其中的有害物質(zhì)，在過濾過程中還能夠?qū)⒓埿己湍緷{纖維過濾出來，這些還能應(yīng)用于造紙中，給造紙工廠節(jié)省一部分開支，防止浪費。

2.4 凈化含油廢水

隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步以及人們對物質(zhì)生活的追求在不斷提高，汽車保有量在不斷增加，含有汽柴油的廢水也越來越多。所以，加大處理含油廢水的力度是刻不容緩的。通常情況下，處理含油廢水主要以物理吸附的手段為主，但這種手段的效果不佳，不能把污水中的各種雜質(zhì)以及優(yōu)質(zhì)分離開來，這樣的凈化水也到不到飲用標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)[3]。使用超濾膜可以有效將油和水進(jìn)行分離，因為小分子可以穿越超濾膜，這樣就能攔截其中的所含油脂，把油脂、雜質(zhì)以及水有效分開，實現(xiàn)凈化水的目標(biāo)。

2.5 淡化海水

水資源屬于不可再生資源，隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，淡水資源日益稀少，為了滿足人民的生產(chǎn)生活需要，淡化海水已經(jīng)成為當(dāng)前水資源開發(fā)的一個重要途徑。當(dāng)前，海水淡化的主要處理方式使電滲析技術(shù)，其是通過半透膜選擇透過性對不同溶質(zhì)粒子進(jìn)行分離，在電場作用下實現(xiàn)滲析，但是該技術(shù)成本高，回收率低。隨著技術(shù)的提高，超濾膜技術(shù)在海水淡化中的應(yīng)用得到重視，例如中空纖維超濾膜能夠?qū)Ω邼岫群ＫM(jìn)行直接的處理，對COD去除率達(dá)到60%，硅膠去除率達(dá)到89%，跨膜壓差元效率超濾膜本身壓差，在濁度高的海水中適應(yīng)性很強(qiáng)。

3 結(jié)語

水質(zhì)的好壞與人們身體健康與否有著密不可分的關(guān)系，全民都應(yīng)該對水資源污染問題加以重視。現(xiàn)在治理總好得過亡羊補(bǔ)牢，這是一件“功在當(dāng)代，利在千秋”的事情。應(yīng)用超濾膜技術(shù)來凈化污水，可取得相當(dāng)喜人的成果。該技術(shù)在水處理領(lǐng)域有著廣泛的分布范圍。這項技術(shù)自身的安全系數(shù)很高，在進(jìn)行水污染的處理工作時避免了對水構(gòu)成二次傷害，對于穩(wěn)定水質(zhì)也有著積極作用。它對占地面積要求不高，且生產(chǎn)周期較短，這是傳統(tǒng)凈化手段不可比擬的。隨著人口的增加，水資源也在逐漸緊缺，水污染成為人們心頭上的一個頑疾，做好處理污水工作是保障人們安全用水的重要舉措。所以，超濾膜技術(shù)在水處理方面的未來一定會有更加廣闊的天地。