超濾膜技術在環境工程水處理中的應用淺談

馮淼

摘 要：現代經濟的發展是以犧牲環境為代價的，人類也因此而得到了慘痛的教訓。要想改善人類賴以生存的環境，就必須推行并落實環境工程，減少對環境的污染和破壞，實現生態環境的可持續發展。為了更好地推動超濾膜技術的發展，從多個角度對其進行了分析，以期加快我國水環境治理工作的發展。

關鍵詞：環境工程；超濾膜技術；生態環境；污水

中圖分類號：TU991.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.157

城市的水處理是環境工程的重要內容之一。目前，在水處理中應用較廣的是超濾膜技術。采用該技術能有效過濾水體中的懸浮顆粒、膠體物質以及一些藻類、細菌、病毒等，從而起到凈化水質的作用。該技術的應用優勢為能效低、效率高、處理范圍大等，被廣泛應用于各種污水的處理中。

1 超濾膜技術的優點

1.1 出水微生物的安全性高

超濾膜的孔徑通常為0.001～0.02 μm，能有效地過濾水中的微生物，并減少消毒劑的使用量。因此，應用超濾膜技術可極大地優化水質。

1.2 水質好，混凝劑投放少

在水處理中應用超濾膜技術能高效地去除水中的懸浮物和降低濁度，且無視水體的化學特性，產水濁度通常能達到0.1 NTU以下。此外，應用超濾膜技術還能極大地減少混凝劑的使用量，在原水水質允許的情況下，甚至可不投放混凝劑，從而避免其污染凈水。

1.3 操控性能強大

通常情況下，超濾膜技術采用自動化PLC控制形式，能實現自調整和自適應。因其操作界面可視化，極大地降低了操作難度，操作人員只需要經過簡單的學習，就能輕松操作該系統。

1.4 造價低廉，易于改造

對于現已經投入使用的凈水系統，應用超濾膜技術時并不需要改造，只需要在原有的凈水系統中加入超濾膜組件即可。

1.5 與其他單元的組合較為簡單

超濾膜技術能與化學預氧化、強化混凝、活性炭吸附等工藝組合在一起，從而去除水中的有機物。此外，有機物的去除還對氯胺的消毒副產物起到了有效的控制作用。

2 提升超濾膜耐污染性的方法

2.1 原水預處理

在對水進行過濾前，應先對水進行預處理，即向水中投入適當的藥劑，以去除水中的有機物，從而在一定程度上減緩膜污染。

研究發現，在進行超濾處理前，加入混凝劑能有效增加膜通量，這對增加滲透通量有很好的效果。在采用粉末活性炭超濾膜工藝處理水時，加入粉末活性炭不僅能避免膜受到污染，還能增加膜通量，具有一定的現實意義。此外，粉末炭會黏附在膜表面，形成濾餅層，進而起到防止污染的作用。

2.2 膜清洗

清洗超濾膜能在一定程度上恢復膜的過濾功能，常見的清洗超濾膜的方法包括物理清洗和化學清洗。物理清洗的介質為水和氣。利用最普通的水洗法可發現，先進行逆流沖洗后再正沖的效果好于單獨正沖或反沖，且活性劑與超聲波工藝的結合比單獨使用一種方法的效果好。因此，在利用物理清洗法清洗超濾膜時，可將多種方式結合到一起使用。但無論采用哪種物理清洗方式，都只能除去超濾膜表面的污染物。因此，采用化學藥劑清洗也是非常必要的。

2.3 其他方法

為了實現減緩膜污染的目的，可以優化膜分離的條件，比如溫度、壓力和流速等，從而有效提高超濾膜技術的使用效果。目前，雖然關于水處理的技術有很多，但都只是研究熱點，真正廣泛應用到實際中的技術較少。因此，還有很多工作需要進一步開展，并結合實際情況選擇最合適的清洗方法。

3 超濾膜技術應用中存在的問題

3.1 氣動閥的開關速度

超濾膜系統的氣動閥需要經常開、關，但在開啟氣動閥時會發出較大的響聲。為了更好地解決該問題，需要經常性地調整氣動閥上的消音器，控制閥門開、關的速度，從而保證閥門的開、關速度處在正常范圍內。

3.2 膜通量和透水率的恢復

在超濾膜運行一段時間后，截留物會在膜上堆積，進而影響膜的透水率和膜通量。因此，除了采用普通的氣洗方法外，還需要采用恢復性清洗的方式。在用質量濃度為500 mg/L的氯酸鈉氣洗，再用質量分數為0.7%的鹽酸溶液浸泡后發現，恢復效果不持久。此時，需要更換清洗藥劑，可用質量分數為1%的檸檬酸與質量分數為0.7%的鹽酸混合浸泡膜組，其恢復效果較好，清洗效果較為理想。

3.3 氣洗程序和沖洗氣量

在傳統的設計氣洗程序中，11個膜組是單獨設計的。由于閥門的開、關速度存在差異，在運行過程中會出現2個或多個膜組同時氣洗的情況，進而導致氣洗流量較小，影響了氣洗的質量。為了更好地解決該問題，需要優化氣洗程序，保證所有膜組參與到氣洗中，且在上一個膜組氣洗時，下一個膜組要呈等待狀態，從而保障各個膜組的沖洗氣量，提高超濾膜的清洗效果。

在采用閥門調節出水時，應選用靈敏度較高的閥門。在懸著真空裝置時，必須通過管徑嚴格計算真空泵的能力，并留有一定的余量。針對原水水質的不同，前端的預處理起著重要的作用。因此，應選擇合適的預處理工藝，以保證膜系統的穩定運行和緩解膜污染。

4 結束語

綜上所述，在環境工程水處理中應用超濾膜技術是當前的發展趨勢。作為21世紀最重要的水處理技術，超濾膜技術具有安全性高、水質穩定的特點，在環境工程中具有非常廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]李志國，臧新宇.淺談超濾膜技術在環境工程水處理中的應用[J].科技創新與應用，2013（23）.

[2]景海偉.超濾膜技術在自來水處理中的應用研究[J].科技創業家，2014（7）3.

〔編輯：張思楠〕