超濾膜技術在環(huán)境工程水處理中應用

文/黃義成 天津臨港勝科水務有限公司 天津 300452

超濾膜技術是環(huán)境工程中常用的一種水凈化技術，能夠隔離膠體物質(zhì)和懸浮顆粒，同時可以有效去除水中的病毒和細菌等，從而起到水的凈化作用。超濾膜技術的耗能低，而且操作簡便、較高的分離效率，所以在水處理中有廣泛的應用，特別是污水處理、工業(yè)廢水等處理中應用更加廣泛，本文將對其應用進行簡要探討。

1、超濾膜技術的概念

超濾膜技術的本質(zhì)是微孔過濾膜，通過膜的分離作用而起到過濾雜質(zhì)的目的。超濾膜主要依賴的是一種壓力活性膜，通過外界的壓力將水中分子量大的物質(zhì)截留下來，分子量小的物質(zhì)例如水分子就會透過膜微孔，因此就將水分子和雜質(zhì)分離開來。目前較為常用的兩種技術包括雙膜處理以及短流程技術。當水污染程度較輕時可使用短流程技術，而污染程度較重時推薦應用雙膜處理技術。超濾膜主要截留的分子量是500到50萬，膜孔徑為0.002-0.1微米[1]。除了去除水中的雜質(zhì)外，超濾膜還可以去除病毒和細菌等有機物。大量的水經(jīng)過超濾膜過濾后，在膜表面就會沉淀大量雜質(zhì)從而形成凝膠層，降低了超濾膜的透水量，所以使用一段時間后要及時進行更換。

2、超濾膜技術的特點

2.1 具有較高的穩(wěn)定性

超濾膜在水處理過程中的穩(wěn)定性很高，主要體現(xiàn)在多種角度，首先最為突出的是較高的化學穩(wěn)定性。該技術對于溶液環(huán)境的要求較為寬松，在堿性、酸性環(huán)境下都能夠起到較好的水處理作用。除此之外在140℃以下的高溫環(huán)境中[2]，通過超濾膜技術進行水處理也能起到良好的處理效果，而且能夠加強殺菌作用，可以通過超高溫的蒸汽進行殺菌消毒。

2.2 較高的雜質(zhì)去除率

超濾膜所截留的分子量范圍很大，能夠滿足去除水中雜質(zhì)的需求，可以將大部分雜質(zhì)去除掉。另外，可以去除大量的病毒和浮游生物等，經(jīng)過研究顯示，水中99.9%以上的雜質(zhì)能夠被清除。

2.3 處理過程中不發(fā)生相變

在水處理的過程中，超濾膜技術不會影響水的組成成分，在進行分離和純化的過程中處于常溫狀態(tài)，因此熱敏性的物質(zhì)可以使用超濾膜技術進行處理，防止高溫破壞活性物質(zhì)，確保水中的營養(yǎng)成分。

3、超濾膜技術的應用

3.1 在飲用水凈化中的應用

飲用水關系到人體生命安全，飲用水中頻頻出現(xiàn)水質(zhì)問題，主要含有的污染物是病毒、真菌以及其他懸浮物等。通過超濾膜技術可以將水中的原生動物以及致病微生物有效去除，通過設置多級屏障逐級降低其中有毒有害物質(zhì)的含量，同時配合混凝沉淀法處理，可以進一步實現(xiàn)納米級顆粒的有效去除[3]，提高水資源的清潔度和安全系數(shù)。另外，超濾膜技術可以有效隔離飲用水和廢水污染源，從而得到優(yōu)質(zhì)的飲用水。

3.2 在工業(yè)污水處理的應用

通過超濾膜技術可以凈化工業(yè)污水，因此有廣泛的應用，比如食品工業(yè)產(chǎn)生的廢水中主要的污染物是乳糖、脂肪、酵母等，因此該工業(yè)的污水回收價值非常高，另外污水中的BOD和COD含量較多，如果直接排放到環(huán)境中會對環(huán)境產(chǎn)生污染，而且造成巨大的資源浪費。通過超濾膜技術不僅可以清除工業(yè)廢水中的有害物質(zhì)，而且可以回收利用具有較高價值的淀粉，脂肪，酵母等成分，所以不僅可以減少對環(huán)境的污染，而且能夠提高資源的利用率。另外在造紙工業(yè)廢水中含有大量的有害化學物質(zhì)，因此必須進行污水處理和資源再利用，濾膜技術可以分離水中的紙屑和木漿等雜質(zhì)，而且可以降低對環(huán)境的污染，并且進一步減少造紙的成本。

3.3 海水淡化的應用

海水淡化，由于補充淡水資源不足的問題，全球的海水占總水資源的95%以上，因此可以利用超濾膜技術進行海水淡化。目前海水淡化技術主要應用在電子科技以及醫(yī)藥行業(yè)方面，能夠滿足對純水的大量需求。應用超濾膜技術處理海水就可以有效補充水資源，同時能夠降低能源的消耗與技術成本，并且具有極高的脫鹽率。超濾膜技術具有很高的分離和物化能力，所以進行海水淡化不僅可以提高水質(zhì)，而且在此基礎上使用反滲透技術能夠提高反滲透膜的使用壽命，進一步降低純水的生產(chǎn)成本。

3.4 電鍍廢水處理的應用

電鍍廢水的處理難度較大，和其他工業(yè)廢水不同的是主要含有大量的重金屬，而且有毒有害物質(zhì)的比例很高，排放到環(huán)境中大大增加了環(huán)境污染的程度。通過超濾膜技術能夠徹底清除重金屬污染物，通過反滲透技術金屬可以將其中90%以上的導電物質(zhì)和有機碳去除[4]，可以進一步降低滲透膜的污染度，而且能夠提高滲透膜的通能量，因此對于電鍍廢水的處理效果非常理想。

3.5 含油廢水處理的應用

含油廢水在工業(yè)廢水中占有一定的比例，特別是石油化工領域更加常見。含油廢水可以通過超濾膜技術進行處理，在處理前首先要確定所含油的狀態(tài)，例如常見的油液狀態(tài)包括乳化油、浮油等，不同的油液狀態(tài)要通過不同的超濾膜技術處理[5]。一般而言，如果所含的尤為分散油和浮油，那么通過常見的分離技術就能達到油水分離的較好效果。如果所含的油為乳化有，那么要通過超濾膜技術合理設計毛孔徑，實現(xiàn)油液的有效滲透。

經(jīng)過實踐研究發(fā)現(xiàn)，超濾膜技術在環(huán)境工程中具有廣泛應用，主要在水處理方面有著突出的應用，范圍包括飲用水、工業(yè)污水以及電鍍污水、海水淡化等方面。通過超濾膜技術進行水處理，能使雜質(zhì)去除的效率提高，而且操作非常簡便，能夠提高水的水質(zhì)。需要注意的是，超濾膜技術對環(huán)境的要求很高，不能處理水體中的氨和氮等無機物，所以在實際應用中要根據(jù)水體的具體情況選擇合適的凈水技術，從而提高水處理的效果。