環境工程水處理中超濾膜技術應用研究

摘要：超濾膜技術具有分離作用，是依照溶劑和溶質可分離的原理，將不同物質通過多層膜進行分離。該項技術應用環境工程，可以對工業廢水、飲用污水、造紙污水等進行處理，但是在使用會產生膜污染問題，需要借助臭氧、活性炭等進行預處理，保證污水處理的質量和效率。

關鍵詞：環境工程;超濾膜技術;污水處理

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.055

Research on application of ultrafiltration membrane technology in environmental engineering water treatment

Zhou Li'na

（Jiangxi Ganan Testing Technology Co.，Ltd.，Nanchang Jiangxi 330000，China）

Abstract：Ultrafiltration membrane technology has a separation function， which is based on the separation of solvents and solutes to separate different substances through multilayer membranes. The application of this technology to environmental engineering can treat industrial wastewater， drinking wastewater， papermaking wastewater， etc.， but it will cause membrane pollution problems in use， and ozone， activated carbon， etc. need to be pretreated to ensure the quality and efficiency of wastewater treatment.

Key words：Environmental engineering;Ultrafiltration membrane technology;Sewage treatment

人類生產和生活的各個方面都離不開水，但地球上水資源是有限的，不可能用之不盡，必須重視污水的處理。在許多廢水處理技術中，超膜濾技術是環境工程中水處理中常用的技術。通過該種技術處理污水、廢水，可以有效凈化水污染，保護水資源，實現水資源循環利用。

1 超濾膜技術

1.1 超濾膜技術簡述

超濾是充分利用溶劑和溶質可分離的原理，借助過濾膜，將高分子溶質或者或其他乳化膠束隔離到膜的另一端，以實現與溶液分離的。這種方式屬于篩分影響，有時膜表面的化學功能也會產生扣留的效果。膜分離技術是在流體供應上受到一定壓力后，由于表層對膜的初始吸收和黏附以及較小的間隙，聚合物主體和膠體被堵塞在孔隙中，機器的膜表面有三層篩分效果，避免污染水資源，但是水、無機鹽和低分子量物質進入另一端。維持微膜技術分子量的測定范圍約為500～500 000，相應的孔徑約為0.002～0.1μm，操作過程中的靜壓差通常為0.1～0.5 MPa，分離出的直徑約為0.005～105m。

1.2 技術應用特點

一是優于以往方法。該種技術清除效果非常好，所產生的水的質量優于以前的方法，完全純凈或顯著減少了化學試劑的使用，以防止再次污染。二是安全性高。該種技術可以實施編程化管理，安全性高，操作簡單方便，機器只有啟動和停止兩個，具有較高的運作效率。三是具有優良的耐化學性。該種技術具有耐酸，耐堿和耐水解性，能夠應用各種情況當中。四是耐高溫。耐熱溫度可以達到140℃，可以承受高溫蒸汽或者氧乙烷環可以殺死細菌。它們可以在較寬的pH值范圍內使用，可以與強酸和強堿以及各種有機溶液一起使用。五是過濾效果顯著。清潔非常準確，它可以有效過濾水中99.99%的膠體物質、細菌、懸浮物和其他有害物質，使用的成本也比較低，與傳統的水處理系統一樣。污水通過濾膜過濾干凈，提升凈水效果并能重復利用，這能夠改變傳統技術下工業廢水不達標的問題，是治理污水的有效措施。

2 環境工程水處理中超濾膜技術應用研究

2.1 凈化飲用水

隨著工業城市的發展，水污染問題威脅著人類安全，減緩城市文明建設，是當下社會大眾極度重視的話題。水污染的主要原因是病原體和藻類，有必要提高水的純度，保證飲水安全。飲用水安全與人體健康直接相關，這對飲用水凈化要求提出更高的標準，超濾膜技術作為一種新型技術，通過經過反滲透或超濾處理，再經內置的加熱或制冷裝置，實現對凈化水的加熱或制冷，從而使用戶得到可飲用熱水或冷水。

2.2 處理市政廢水

有效的市政廢水處理，可以大大節省水資源，促進城市生活生產。處理城市廢水的技術主要有離子交換、超濾膜技術、反滲透等。超濾膜技術應用于城市污水的處理中，是以吸附、篩分、靜電3個基本原理加實施的。超濾膜技術可以有效過濾生活污水、管道污水和地表沉積物，并去除污水中的有害物質和有害微生物。該種技術的應用具有以下幾個特點：第一，過濾過程中，不會發生質變，可平穩運行。第二，設備結構相對精巧，容易操作。第三，對不同的分子量物質進行分類處理，分離效果顯著，設備自動化顯著。第四，應用范圍比較廣，對水質適應能力強。在該項技術應用，可以以有效地提升市政廢水的再利用效率，推動城市發展和進步。

2.3 處理工業污水

社會的進步，促進了食品工業的快速發展。許多廢水的生產都是由公司生產形成的。工業廢水包含許多用于生產之后產生的物質，例如：脂肪、淀粉、酵母、蛋白質等，這些物質都有一定的并且具有很高的加工價值。食品工業的生產過程需要及時處理，因為它會釋放大量的BOD和BOD以及高有機含量的廢水，從而影響人體健康和環境安全。在現實中，若是不及時加以處理，就會打破自然沉降的平衡，成為水污染和環境污染的源頭，在一定程度上還會影響人體健康。而應用超濾膜技術可以對污水進行處理，回收這些脂肪、淀粉、酵母等有用物質并加以利用，保證水資源使用安全。膜超濾技術可實現食品工業廢水的高效科學處理，有效地阻止BOD和BOD廢水，減少環境污染。

2.4 去除含油污水

含油廢水的3種主要類型是浮油、混合散油和乳化油，這3種含油廢水對環境污染較為嚴重，影響城市綠化和人身健康安全。借助、活性炭、沉淀等一般物理過濾手段，很容易處理浮油、混合散油，實現廢水凈化。但是，對于含乳化油的污水，通常的過濾或吸附處理不能達到凈化標準，因此應使用非常有效的凈化方法，例如超濾膜。使用超濾膜技術，通過使水和小分子穿過膜并捕獲懸浮的油性分子，可以輕松去除含有完全去除的油的乳液，以去除氧化物質，變廢為寶，凈化水源。

2.5 處理造紙污水

在造紙廢水處理過程中，超濾膜技術可以過濾水中的木質素和漿液，提高過濾和濃度，收集木質素以用于造紙生產，并提高懸浮液的濃度。同時，它可以有效過濾有毒物質。增白粉，例如污水中的增白粉。將超濾膜技術用于造紙廢水處理可以大大提高處理效率和回收效率，減少污染，有效降低造紙成本。

3 預處理對膜過濾性能的影響

3.1 臭氧預處理

日本的S Sawada等人研究了臭氧預氧化對孔徑為0.1μm的PVDF微濾膜的過濾性能的影響。實驗使用5.0 mg / L的腐殖酸和10 mg / L的高嶺土制備原水，然后向水中添加4.5 mg / L，臭氧，這種處理方式的滲透流量是原來未經處理的2倍。在一定劑量下，過濾阻力降低;當停止劑量時，過濾阻力增加。臭氧可以降解水中的有機物質（腐殖酸），而有機物質（腐殖酸）通過臭氧可以分解成不易黏附的物質，在一定程度上增加膜過濾效果。臭氧預氧化對于改善膜過濾性能是有用的。但是，在這種預處理方法中，需要考慮臭氧氧化的副產物（如溴酸鹽）和對膜單元的臭氧耐受性也是需要解決的問題。

3.2 活性炭預處理

應用大表面積的吸附能力的活性炭（GAC或PAC）和吸附劑，可以用于吸收溶解性有機物，剔除原水中的雜質，提升超濾膜滲透水通量，減少不必要的阻力，保證飲水的可行性。使用董秉志等人應用粉末活性炭和超濾處理黃浦江原水。試驗表明，粉末活性炭混合物能有效提高有機物去除效果;粉末活性炭不會增加膜的過濾阻力，可以很好地清除膜表層的污染情況，以此有效地提升膜過濾效果。James A. Nilisont 等人使用PAC作為NF處理劑，測試結果發現PAC無法有效防止膜污染。他們認為疏水性物質是造成膜污染和膜流量低的主要原因。但是，只有PAC可以有效地去除喜歡水的有機材料，并且對去除喜歡水的有機材料的作用很小。因此，PAC在膜過濾中沒有太大作用。活性炭對膜過濾性能的影響是吸收大量可污染膜，降低過濾阻力和提高膜透水性的有機物質;不利的一面是它在去除有機物方面也有一定限制;同時吸附的活性炭長時間在膜表面上，它可能會在碳分子內部產生微生物并污染膜。

4 結論

在現代生活中，生活生產都離不開水，水是人們賴以生存的重要物質，水質量高低不僅反映生活質量，也事關人們身心健康。為此，水體處理單位應該始終秉承著為人民服務的總之，結合不同水源情況實施有效處理，保證水質干凈。超濾膜技術作為信息技術下的產物，對工業廢水、飲用污水、造紙污水等污水處理，具有顯著效果，這得益于它本身具有的分離、物化等特點，當然為了保證該項技術有效實施，還應該注重膜表面的附著物的清理，借助臭氧處理、活性炭等加以處理，保證水凈化的質量和效果。

參考文獻

[1]杜永強.環境工程水處理中超濾膜技術的應用研究[J].建材發展導向，2019（5）：74-74.

[2]尹修源.環境工程水處理中超濾膜技術的應用研究[J].資源節約與環保，2019（1）：71.

收稿日期：2020-05-23

作者簡介：周麗娜（1984-），女，漢族，碩士研究生，中級工程師，研究方向為環境工程水污染工程。