環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用分析

郭函君

（上海市水利工程設(shè)計研究院 上海 200063）

引言

隨著當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴(yán)重，水資源環(huán)境的污染已經(jīng)嚴(yán)重的影響到人類的生活，也越來越引起人們的高度關(guān)注，環(huán)境工程在現(xiàn)階段得到了快速發(fā)展，在環(huán)境工程水污染治理工程中，其面臨的壓力越來越大，需要處理的水污染問題也多種多樣，對于水處理相關(guān)技術(shù)同樣也提出了更高要求。膜分離技術(shù)中的超濾技術(shù)在當(dāng)今的水處理領(lǐng)域中應(yīng)用也越來越普遍，在水處理中起到越來越強的作用價值。隨著膜材料工業(yè)的飛速發(fā)展，膜分離技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的軟水制備擴(kuò)展到了水處理行業(yè)中的各個方面。其相對于其它水處理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯，應(yīng)該予以詳細(xì)探究，促使其在未來能夠得到更為廣泛的應(yīng)用。

1 超濾膜技術(shù)及其應(yīng)用特點

超濾膜技術(shù)主要就是借助于超濾膜結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對于水資源的過濾處理，達(dá)到水資源的凈化目的。超濾膜技術(shù)是一種介于納濾和微濾之間的膜分離技術(shù)，超濾膜的截流分子量范圍為500-500000道爾頓之間，一般而言，超濾膜的孔徑在0.001到0.02微米之間，如此也就能夠較好過濾掉水中存在的多種雜質(zhì)，很多細(xì)微的成分無法通過其它處理手段過濾，也可以在超濾膜下得到凈化。當(dāng)前超濾膜技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，在很多行業(yè)中都得到了理想運用，作用效果同樣也比較理想，水資源的凈化效果明顯優(yōu)于其它凈化技術(shù)手段。

在超濾膜技術(shù)的應(yīng)用中，其驅(qū)動力是比較核心的一個要素，超濾膜技術(shù)應(yīng)用下的驅(qū)動力主要就是超濾膜兩側(cè)不同壓力形成的壓力差，這也就促使水資源能夠更好實現(xiàn)由一側(cè)到另一側(cè)的通過。在水資源通過超濾膜時，一些直徑較大的雜質(zhì)就會被截留在超濾膜上，而細(xì)微的水分子等可以有效通過，實現(xiàn)對于水質(zhì)的凈化。比如細(xì)菌的體積一般都大于0.02微米，如此也就能夠?qū)崿F(xiàn)對于細(xì)菌的凈化，這也是其它水凈化技術(shù)無法達(dá)到的效果。

超濾膜技術(shù)在當(dāng)前環(huán)境工程水處理中表現(xiàn)出了多方面的優(yōu)勢，因為其不需要添加額外的化學(xué)物質(zhì)，如此也就能夠避免了對于水資源的污染，更好實現(xiàn)對于水資源的有效凈化，二次污染的規(guī)避效果比較理想；另外，超濾膜技術(shù)的應(yīng)用還能夠體現(xiàn)出較高的雜質(zhì)祛除效果，其凈化后的水質(zhì)一般比較高，能夠適應(yīng)于高要求的水處理項目；超濾膜技術(shù)在長期應(yīng)用中也能夠表現(xiàn)出理想的穩(wěn)定性，因為超濾膜自身耐高溫，耐酸堿性能也比較理想，進(jìn)而也就能夠長期穩(wěn)定應(yīng)用，還能夠進(jìn)行高溫消毒處理后重復(fù)運用；超濾膜技術(shù)的應(yīng)用還表現(xiàn)出了較為明顯的便捷性，其整體應(yīng)用簡單高效，不需要耗費過多的人力物力，經(jīng)濟(jì)性也比較理想，成為很多環(huán)境工程水處理的首選。

2 超濾膜分離技術(shù)特性

超濾膜分離的特性主要有一下幾個方面：

（1）分離過程中不會發(fā)生相變化，同時耗損能量較少。

（2）分離過程可以在常溫下進(jìn)行，例如果汁、生物藥劑及其他某些需要濃縮或者提純的物質(zhì)。

（3）分離過程中無需高壓泵提供壓力，傳統(tǒng)的低壓泵即可滿足超濾膜所需推動力，并且設(shè)備和工藝流程簡單，易于工作人員操作、管理和維修。

（4）應(yīng)用范圍廣泛，凡溶質(zhì)分子量在500-500000道爾頓之間的，或者溶質(zhì)尺寸介于0.001到0.02之間的都可以通過超濾膜截流。

3 超濾膜裝置的分類

超濾膜裝置同反滲透裝置比較類似，根據(jù)工作時膜的形態(tài)可分為管式超濾膜、卷式超濾膜、中空纖維式超濾膜和板框式超濾膜四中結(jié)構(gòu)形式。

（1）管式超濾膜。管式超濾膜裝置是由圓管形的膜及多孔性的支撐管組成，品種多樣，有直管式、螺旋管式、單管式和列管式等。

（2）卷式超濾膜。卷式超濾膜是由中心集水管、膜支撐體、膜和原水導(dǎo)流網(wǎng)等構(gòu)成。

（3）中空纖維式超濾膜。中空纖維式膜是一種很細(xì)的中空式的纖維管。根據(jù)工作面分內(nèi)壓式和外壓式兩種。

（4）板框式超濾膜。板框式超濾膜是由數(shù)十張膜和支撐板一層一層疊加而成，在頂部和底端各有一塊封板。

不同類型的超濾膜由其各自的優(yōu)缺點，根據(jù)現(xiàn)場情況及工藝要求選擇適合的超濾膜形式，以達(dá)到其應(yīng)用的最優(yōu)化。

4 環(huán)境工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前環(huán)境工程水處理工程中，超濾膜技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)很成熟并且發(fā)揮著其不可或缺的作用。為了更好地提升超濾膜技術(shù)的應(yīng)用效果，必然需要圍繞著不同應(yīng)用需求進(jìn)行詳細(xì)分析，確保其具備更強的適用性，現(xiàn)階段比較常見的超濾膜技術(shù)應(yīng)用方式如下：

（1）市政生活污水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用。隨著當(dāng)前人們環(huán)保意識的不斷提高，以及現(xiàn)階段水資源環(huán)境的嚴(yán)重污染。這就要求我們政府需要不斷的提高居民生活污水納管率，且提高現(xiàn)有污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的要求刻不容緩。同時由于人們生活水平的不斷提高，生活習(xí)慣的相對變化，導(dǎo)致現(xiàn)階段生活污水水質(zhì)也比較復(fù)雜，這就對水處理工藝提出了更高的要求，以滿足高排放要求。超濾膜技術(shù)在該方面的應(yīng)用能夠達(dá)到90%以上的污染物清除效果，并且處理后的生活污水可滿足再生水要求，可滿足多方面的回收利用。生活污水中存在的大量微生物同樣也可以借助于超濾膜技術(shù)予以除去，這也是比較重要的應(yīng)用目標(biāo)。無論實在水環(huán)境問題的處理中，還是水資源節(jié)約都起到了舉足輕重的作用。

（2）工業(yè)廢水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用。在環(huán)境工程水處理中應(yīng)用超濾膜技術(shù)還體現(xiàn)在工業(yè)廢水方面，因為工業(yè)廢水的處理難度比較大，含有多種多樣的有毒有害物質(zhì)，并且很大部分的有毒有害物質(zhì)屬于難降解物質(zhì)，進(jìn)而也就對于凈化手段提出了高要求，尤其是需要確保相關(guān)處理技術(shù)具備較強耐酸堿以及耐污染性能。該方面超濾膜技術(shù)的應(yīng)用同樣也得到了較大價值呈現(xiàn)，在凈化后同樣也可以進(jìn)行中水回收，避免了該方面對于環(huán)境造成的污染問題，且節(jié)約水資源。

（3）飲用水凈化中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用。在環(huán)境工程水處理中，飲用水的凈化同樣也是比較受重視的一個方面，因為飲用水的凈化需要保障最終水質(zhì)較為純凈，避免存在任何不良影響因素，尤其是需要對于水中存在的大量細(xì)菌、藻類以及微生物等進(jìn)行除去，符合人飲用標(biāo)準(zhǔn)。超濾膜技術(shù)在該方面的應(yīng)用對于水質(zhì)的保障效果比較強，不僅僅飲用水的濁度明顯降低，還能夠較好實現(xiàn)對于有機(jī)污染物的去除，同樣得到了理想運用。

（4）海水淡化中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用。對于環(huán)境工程水處理工作的發(fā)展，其在海水淡化方面同樣也需要予以深入研究，這也是解決水資源短缺問題的重要途徑。在海水淡化中應(yīng)用超濾膜技術(shù)可以實現(xiàn)各類不良物質(zhì)的有效去除，確保凈化后的水源能夠適宜人應(yīng)用。但是在海水淡化中會形成明顯的膜污染問題，需要在未來引起高度重視，加大研究力度，確保超濾膜技術(shù)得到更新，在海水淡化中體現(xiàn)更強可持續(xù)應(yīng)用效果。

（5）飲料行業(yè)中超濾膜的應(yīng)用。在飲料行業(yè)，超濾膜同樣應(yīng)用比較廣泛，可以通過膜過濾作用達(dá)到飲料的不斷濃縮提純，提高飲料品質(zhì)的同時，節(jié)省飲料中所含的水分，已達(dá)到節(jié)省水資源的目的。同時也可用于廢棄飲料中可利用資源的回收，幫助企業(yè)節(jié)省成本。

結(jié)語

綜上所述，對于環(huán)境工程水處理工作的落實，合理應(yīng)用超濾膜技術(shù)是比較重要的一個手段，超濾膜技術(shù)的應(yīng)用能夠更好實現(xiàn)對于多種水源的凈化處理，能夠在生活污水凈化、工業(yè)廢水凈化、飲用水凈化以及海水淡化中表現(xiàn)出較強的作用價值，具備推廣意義。