環境工程水處理中超濾膜技術的應用

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摘 要：隨著時代的發展，水資源缺乏、水資源污染逐漸讓人們意識到高效利用水資源、節約水資源的重要性。環境工程水處理是水資源的再生過程，因此如何在這個過程中利用相關技術提升水資源利用率，降低水資源污染值得深思。本文對此展開研究，以超濾膜技術的概念和特點為出發點，探討如何將該技術應用到水處理過程中，從而提升環境工程水處理效果。

關鍵詞：水環境污染;環境工程;水處理;超濾膜技術

中圖分類號：X703.1文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）35-0071-03

Abstract： With the development of the times， lack of water resources and water pollution have gradually made people realize the importance of efficient use of water resources and conservation of water resources. Environmental engineering water treatment is the regeneration process of water resources， therefore， how to use relevant technologies to improve water resource utilization and reduce water pollution in this process is worthy of deep consideration. This paper started research on this， taking the concept and characteristics of ultrafiltration membrane technology as a starting point， and discussing how to apply this technology to the water treatment process to improve the water treatment effect of environmental engineering.

Keywords： water environmental pollution;environmental engineering;water treatment;ultrafiltration membrane technology

經濟快速發展的背后帶來的是科學技術水平突飛猛進的提升，我國超濾膜行業隨著時代進步應運而生，其發展速度十分顯著。據統計，2009年，我國超濾膜行業規模已經高達35.26億元;2019年，其市場規模已經達到157.89億元，可見過往的五年發展讓其規模翻了5倍。2019年，我國超濾膜銷量約為10 690萬m2，同比2015年的9 032萬m2增長18.36%，從超濾膜技術的應用來講，范圍在不斷擴大，作用也日益凸顯。隨著我國環境保護力度的不斷加大，環境工程也可以嘗試利用此技術來提升水處理效果。

1 超濾膜技術概述及應用原理

超濾膜分為兩部分，即超濾和半透性膜。如圖1所示，利用壓力差的作用，原液經過膜表面，如果原液中有很多大分子物質，就會因為直徑過大而被過濾到膜的另一側;如果物質的直徑小于原液流體的直徑，就可以通過濾孔，這就是超濾膜的工作原理。經過這樣的過濾后，很多無益物質則會被過濾掉，含量則會顯著減少。之后，一些無法過濾的大直徑物質則可以通過相關化學反應進行處理[1]。

2 超濾膜技術應用的特點

一是超濾膜技術可以實現系統的自動化運行，大幅度降低了人力成本和物力成本，效果也比傳統過濾模式高很多，符合新時代低碳高效的發展趨勢。二是超濾膜技術效率高，而且其控制范圍也較傳統模式有了大幅度提升。三是精度較為準確，經過該技術處理后，水質會有明顯改善，而且超濾膜對環境的污染較低。四是適用范圍廣，過濾方式比較多元，其適用于不同的水處理環境，不論是酸性廢水還是堿性廢水均可。其具有較強的耐高溫特性，發揮作用的最佳溫度為140 ℃，因此，該技術使用過程經常會涉及高溫蒸汽清洗。如果有必要，還可以設置多層過濾環節。五是整個過濾技術發揮作用過程中涉及的化學藥劑比較少，多數都采用物理原理，因此其污染程度較低，保證水資源過濾過程和過濾效果的環保性。六是超濾膜技術之后的物質安全性較高，環境影響程度大幅度降低。

3 水處理工程中超濾膜技術的種類

3.1 膜分離處理技術

膜分離處理技術利用分離原理，借助膜的滲透性來分離一些雜質。這種技術的基本材料就是超濾膜，在分離雜質時，超濾膜的孔徑十分關鍵，需要保持在1～100 nm。該技術常用于處理生活污水，可以有效提升水資源利用效率[2]。

3.2 超濾膜短流程處理技術

與傳統的超濾膜工藝相比，超濾膜短流程處理技術效率更高、成本更低，環境污染比較低，因此屬于超濾膜技術中比較高效的一種，其整個運行過程處于構筑物內，采用很多自動化設備。這種技術多用于處理工業廢水和生活污水，有毒有害物質處理效果較好[3]。

3.3 組合超濾膜處理技術

組合式處理技術就是將多種技術融合使用，從而提升效率。對于超濾膜技術來說，如果過濾要求較高，而過濾過程又十分復雜，則可以選擇組合超濾膜處理技術，這種技術的效果更加多元，可以實現對水的高效處理，但是目前組合效果和方式還有所欠缺，研究人員應當加大相關研究力度。

4 環境工程水處理中超濾膜技術的應用

超濾膜技術的優勢良多，這是環境工程水處理使用的價值所在。但是，如何將該種技術很好地運用到環境工程水處理過程中值得研究。

4.1 工業廢水處理

工業廢水對環境的污染一直備受關注，雖然很多企業嘗試不同的處理方式，但是效果總有欠缺。當下，工業廢水已經影響人們的生活和健康，若很多有毒物質進入飲用水中，則后果不堪設想。因此，人們要引入超濾膜技術，對工業廢水進行有效處理，有效過濾工業廢水中的有毒有害物質。

超濾膜技術處理工業廢水的基本原理如圖2所示，首先利用過濾網過濾掉毛發物質，然后經過砂過濾、微過濾等過程來排除有毒有害物質。其間，細菌和紅血球經過過濾可以得到很好的凈化，從而減少工業廢水中的有害物質含量。

4.2 飲用水凈化處理

人體健康和水質有著密切的關系，如果飲用水質量不達標，長期飲用會對人們的生命造成威脅。因此，飲用水凈化十分關鍵。超濾膜技術可以用于飲用水凈化處理。

由圖3可以看出，自來水經過內壓式中空纖維超濾膜篩選，在壓力差的作用下，有益礦物質和微量元素被留下，產出凈化水，但是鐵銹、細菌、藻類、膠體等物質也會被留在內部。超濾膜技術可以截留分子量較大的物質，大幅度提升飲用水質量，但是超濾膜系統要定期進行清洗，方可保證效果。很多病毒和細菌無法經過上述過程過濾掉，因此可以采用超濾膜技術組合的方式，效果會更好。

4.3 電鍍廢水處理

在電鍍廢水中，很多微生物無法充分溶解，如果融入電解法，就會增加過濾成本。超濾膜技術的使用則克服上述問題，既降低對滲透膜的破壞，又降低雜質的遺留，可以有效實現地毯式過濾。超濾膜技術處理電鍍廢水的原理如圖4所示。按照順序（①—②—③）打開開關，經過處理，糟液就會轉變為清水。

5 結語

與傳統的水處理技術相比，超濾膜技術的優勢良多，因此在環境工程水處理中可以廣泛地應用，這符合可持續發展要求。近年來，超濾膜技術的使用率不斷提升，為我國水處理做出了巨大的貢獻。本文對此展開研究，提出了具體運用超濾膜技術的路徑，以促進社會經濟持續發展，實現低碳環保的水處理目標。

參考文獻：

[1]張際平，佟勝偉，苑芯茹.超濾膜技術在環境工程水處理中的應用研究[J].中國資源綜合利用，2019（10）：187-189.

[2]冉光普.環境工程水處理中超濾膜技術的應用分析[J].低碳世界，2019（10）：11-12.