淺談環保工程水處理超濾膜技術及應用

摘 要：隨著工業的發展和人口數量的增多，地球上水污染程度也在不斷增加，被污染的水體如果直接排入環境中就會帶來嚴重的水體、大氣、土壤污染問題，日益緊張的水資源也給人類的生存敲響警鐘，因此水處理就顯得格外重要。隨著技術不斷成熟，超濾膜技術在環保工程水處理中的應用越來越廣泛。文章介紹了超濾膜技術及其特點，探討了超濾膜技術在環保工程水處理中的典型應用，為水處理工程提供參考。

關鍵詞：環保工程；水處理；超濾膜技術；應用

前言

在環保工程中，用于水處理的技術很多，例如生物法、溶膠-凝膠法、混凝沉淀法等等，每種方法都有各自的應用優勢，實際工程中對于不同要求的水質常將承載不同技術的構筑物組合起來，以達到出水水質目標。超濾膜技術是最近幾十年間才發展起來的新型水處理技術，與傳統水處理技術相比，超濾膜技術在水處理過程中的優勢在于效率高、能耗低、處理水量大等，隨著技術的不斷成熟，超濾膜技術不僅在工業污水處理中得到了成熟的應用，而且在城市飲用水凈化領域也逐漸體現出較為廣闊的應用前景。

1 超濾膜技術及特點

1.1 超濾膜技術原理

超濾膜技術是一種膜透過分離技術，其濾過能力介于納濾和微濾之間，其工作原理是：在溶液通過一種半透膜的時候，在壓力的作用下，溶劑和溶質中的小分子物質可通過濾膜到達膜的另一側，而溶質中的大分子物質和膠體則由于無法通過濾膜孔洞而被攔截下來，隨著溶液不斷流過，膜上被攔截的物質也越來越多，因此要想實現超濾作用就得對溶劑施加更大的壓力，與此同時在膜的表面形成的物質也展現出一定的化學特性，對于一些污染物也具有截留和分解的作用，從而實現水的凈化。隨著大分子物質不斷富集在膜表面，濾過的速度不斷降低，出現“濃度極化”的現象，為使超濾能夠持續有效地進行，實際工作中常使用攪拌式超濾裝置來消除“濃度極化”。

1.2 超濾膜技術的特點

相對于其他水處理技術而言，超濾膜技術具有很多無可比擬的優勢：第一，超濾膜化學穩定性高，可耐高溫、耐酸、耐堿，因此對進水水質要求不高，通用性強；第二，超濾膜技術原理簡單，容易實現自動化運轉，節約勞動力，且操作簡便、易于維護，運行安全穩定；第三，超濾膜技術屬于物理方法，在水處理過程中并不需要添加任何化學藥劑，因此可有效防止水體出現二次污染的情況；第四，超濾膜技術效率高，處理水量大，尤其是對污染較小的城市飲用水處理，展現出極高的工作效率。

2 超濾膜技術在環保工程水處理中的應用

2.1 城市飲用水凈化

隨著社會的發展，人們對飲用水安全要求越來越高，但與此同時我國城市飲用水源地的污染也日益嚴重，直接取水的水質越來越無法滿足飲用水的標準，因此必須要對城市飲用水進行凈化。城市飲用水的來源主要包括地下水和地面水兩種，兩種水源的污染機理不同，但污染物無非包括微生物、細菌、真菌、病毒、懸浮物等。傳統的飲用水凈化方法可實現對微生物和菌類的滅活凈化，以及對微米級懸浮物顆粒的凈化，而超濾膜技術在此基礎上還可實現對納米級顆粒的有效去除，因此出水水質更高，對城市居民飲水健康具有重要意義。

2.2 海水淡化

水是不可再生資源，地球上可供人類飲用的淡水資源日益枯竭，水資源短缺已經成為當代人類面臨的最緊迫問題之一。海水淡化被認為是解決飲用水危機的有效途徑，目前在世界范圍內研究較多的海水淡化技術是電滲析技術，雖然電滲析被認為是可以使海水淡化的有效方法，但其運行成本高昂且回收率低，隨著技術的發展，超濾膜技術開始被用于反滲透海水淡化中，其優異的分離性能和物化性能使得海水淡化的效率進一步提升，同時能耗得到大幅降低。

2.3 電鍍廢水的處理

電鍍工業產生的廢水量巨大，而且含有大量的六價鉻、銅、鎳等重金屬，危害性極強，可生化性極低，實際工作中常采用鐵氧化法、電解法等等，但鐵氧化法會產生大量的污泥，這些污泥還需進一步處理；電解法雖然可以很好地處理電鍍廢水，但運行成本較高，不適合大范圍推廣。而將超濾膜技術和反滲透技術聯合使用被認為是電鍍廢水處理的有效方法，其利用兩種膜技術能夠使電鍍廢水中大部分的重金屬、有機碳和硝酸鹽被去除，并且超濾膜的使用也降低了滲透膜的污染，提高使用壽命。

2.4 含油廢水的處理

含油廢水的主要來源包括原油泄漏、屠宰場廢水以及生活廢水等，其主要成分是浮油、分散油、乳化油和重油等，常用的含油廢水處理裝置是隔油池，但其對乳化油卻無法處理，因此常采用氣浮法進行輔助處理。由于乳化油分子一般較大，因此可采用超濾膜技術，使含油廢水在加壓的條件下通過超濾膜，乳化油及其他大分子污染物就會被截留下來，去除效率較高。

2.5 城市污水回用

城市污水回用是緩解城市用水壓力的重要措施，將城市生活污水經過處理達到回用標準后將其用于城市綠化用水以及城市中水系統。使用超濾膜技術可快速將城市污水處理達標，由于城市污水一般可生化性較好，在實際工作中，為了提高出水水質，常將周期循環活性污泥法（CASS）與超濾膜技術同時使用。在水力作用時間為12小時的條件下，該法COD去除率達到86%以上，氨氮的去除率達到90%以上，出水的pH值范圍為7.25-7.89，達到了城市水回用標準。

2.6 食品工業廢水回收

超濾膜技術除了可以提高出水水質外，還能將大量的有用固態物質濃縮回收，最典型的應用就是在食品工業領域。食品工業產生的廢水中含有大量的脂肪、蛋白質、淀粉、酵母等，這些物質如果排放到外界環境中不但會造成環境的污染，而且還造成大量的浪費，因此采用超濾膜技術將廢水中的有用成分截留下來，同時水中的BOD和COD等也從水中被分離出來，將分離出的固態物質經過提取回收，可為企業帶來較大的經濟效益。

3 結束語

綜上所述，超濾膜技術是環保工程水處理的一項重要技術，其在城市污水處理和各種工業廢水處理以及有用物質回收等方面都具有極為廣闊的應用前景。目前，超濾膜技術的研究方向一個是發明更高效的超濾裝置，另一個是根據進水水質特點與其他水處理技術相結合，提高出水質量。

參考文獻

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