超濾膜技術在環境工程水處理中的應用

肖建萍

（山西省太原市西山環保綠化分公司 山西太原 030200）

1 超濾、超濾膜與超濾膜技術

1.1 超濾

相對于微濾和納濾來說，超濾的原理相對比較簡單，具體來說就是通過一定的壓力來促使小分子溶質和溶劑從相應的薄膜中穿透，這種薄膜需要保持科學合理的孔徑，那么大分子溶質就無法穿透薄膜，從而被分離到膜的另一邊，這樣就能達到純化大分子物質的目的。在具體的水處理過程中，由于存在著壓力推動作用力，水溶液就會從膜的表面流經，那么就會形成凈化液即濾清液，它是由小于膜孔的溶劑（水）和小分子溶質透水膜所組成，同時也會形成濃縮液，它是由隨水流排出的比膜孔大的溶質和溶質集團所組成。超濾這一過程具有一定的動態性，處于流動的狀態下，分離作業就比較容易完成，而且在膜表面僅僅會有少量溶質僅沉積，接著超濾的速率會逐漸衰減并能慢慢達到平衡狀態，利用清洗的手段就能使其逐步恢復。

1.2 超濾膜

超濾膜的孔徑規格通常都保持一致的狀態，其中額定孔徑范圍小于0.01μm的過濾膜被業界普遍承認為超濾膜，超濾膜的運用原理也比較簡單，當施加相應的壓力在膜的一側后，小于膜的孔徑的溶質分子就可以被篩出，那么分離分子量大于500道爾頓（原子質量單位）、粒徑大于10nm的顆粒的目標就容易實現了。作為重要的高分子分離膜之一，超濾膜在20世紀60年代就在工業中開始運用，其結構分為對稱結構和非對稱結構，而且非對稱膜在我國工業上運用最為廣泛，對稱的超濾膜各向同性，無皮層，各個方向上的孔隙相同，常用于深層過濾，非對稱的超濾膜的表層較致密，底層主要是指狀結構，表層的厚度往往小于或等于為0.1μm，膜上的微孔排列相對有序，底層厚度處于200～250μm的范圍內，常用于表層過濾。

1.3 超濾膜技術

作為重要的膜分離技術之一，超濾膜技術需要通過0.1～0.5MPa的壓力差來獲得相應的推動力，再憑借多孔膜的攔截特點和物理截留的手段來分離溶液中的大小各異的物質顆粒，那么溶液中的不同組分就能得到純華和篩分。超濾膜技術包括三種操作模式：①單段間歇操作，這種操作模式常常會運用在實驗室和小規模間歇生產產品的處理過程中；②單段連續操作，這種操作模式的滲透量與節流率相對單段間歇操作來說比較低，它的主要特征就是在接近濃縮液的濃度下進行超濾作業；③多段連續操作，不同段的循環液的濃度將逐漸提升，到了最后一段再將濃縮液引出，這種操作模式常常會用在大規模工業生產過程中。相對于傳統的分離技術，超濾膜技術有著眾多優點，首先在常溫下進行超濾的低能耗、無化學試劑污染的特點符合節能環保的理念，其次超濾膜技術的分離效率相對來說比較高，在超濾過程中，我們可以對污水中的微量成分進行回收，最后超濾膜技術的使用是以壓力為分離的動力，所需要的分離裝置相對比較簡單，流程也相對較短，工作人員比較容易控制并維護整個超濾膜技術的使用過程。

2 超濾膜技術在環境工程水處理中的應用情況

2.1 利用超濾膜技術處理礦井水

在采礦過程中采礦作業的進行容易打破巖層水的穩定狀態，涌入地下采礦區域的礦井水在各種反應中呈現出酸性或堿性，若是礦井水未經過處理就進入環境，那么周圍的水體、土地和人們所處的生態環境就會受到負面影響，水質條件將會惡化，農作物也可能會受到生長的阻礙，人們的身體健康也容易受到威脅，那么對礦井水進行處理就是十分有必要的，超濾膜技術在處理礦井水方面就起到了重要的作用，通過對我國礦井水實際處理過程進行考察，我們發現通常在處理礦井水時，需要混凝技術和超濾膜技術聯合使用，首先為了盡可能的降低懸浮物質對超濾膜表層造成的污染同時放慢的衰減速率，工作人員在處理礦井水時應對水樣進行預處理，這樣就能盡可能的將超濾膜的使用壽命進行延長；考慮到壓力對驅動水透過超濾膜的重要作用，在進行礦井水的處理使我我們就要把握好這一控制因素，通常工作人員會通過氮氣來對超濾膜進行施壓，眾多實驗也證明在0.1MPa的壓力下，超濾膜技術的作用效果會比較好；技術人員還應對被污染的超濾膜進行物理清洗和化學清洗，減少膜表面濾餅層顆粒物質和毛孔內部的物質，充分發揮堿洗的作用來去除顆粒物，恢復膜通量。

2.2 利用超濾膜技術處理造紙污水

造紙污水在我國污水排放量中占據了相當大的比重，由造紙所帶來的污水處理工作也具有一定的復雜性，超濾膜技術在處理造紙污水方面的應用是十分有必要的，造紙所產生的污水中通常會有眾多有害物質，若是沒有對其進行凈化處理就將其直接排放進自然環境中，那么生態環境就會被破壞，我們可以利用超濾膜技術來處理造紙廢水中所存在著大量木素和漿液，憑借超濾膜技術自身的過濾特征來將廢水中的污染物質分離開來，分離出木素還可以用于造紙企業的后期生產作業，這樣我們就不僅利用了超濾膜技術回收有效資源，還過濾了污染顆粒，最大程度上消除了造紙廢水所帶來的污染，保護了生態環境。

2.3 利用超濾膜技術處理電鍍企業污水

我國電鍍企業在生產經營過程中所需的用水量較大，同時也容易帶來大量的生產廢水，廢水中所含的各種金屬離子容易對周邊的水資源造成巨大污染，那么電鍍企業就應該利用超濾膜技術進行水處理，盡可能降低電鍍廢水帶來的污染效應，在具體的處理過程中電鍍企業通常會將反滲透技術和超濾膜技術聯合使用，這樣就能過濾廢水中的硝酸鹽和有機碳等各種無機物，在新時期電鍍企業要想尋求更長久的發展，就應充分運用好超濾膜技術處理自身所帶來的工業廢水，響應國家的環保政策。

3 結束語

水與人們的生產、生活息息相關，水資源又是具有一定稀缺性的，節約用水、保護水資源對社會的發展有著重要意義，而進入新時代保護水資源同樣是我國環保工作的重點內容之一，大量的污染對我國水資源造成了一定的負面影響，這就需要我們利用先進的科學技術來對污水進行處理以加強我國的環境保護工作，超濾膜技術在環境工程水處理中就發揮了巨大的作用，它是一種全新的水處理技術，我們應逐漸加強該項技術在我國環境工程水處理中的應用，充分發揮其在污水處理方面的效果并推動該項技術走向成熟。