超濾膜技術在環保工程污水處理中的應用

洪 潔

（浙江天弈環境有限公司，浙江 杭州 310012）

為了保護地球生態環境及實現人類經濟社會的可持續發展，世界各國都投入了大量人力、物力及財力資源來開展各類環保工程建設。環保工程中包含許多內容，污水處理是其中最重要的內容之一，也是開展起來難度最大的內容之一。污水處理首先要選對技術方法，只有在先進科學技術的支持下，才能夠確保污水處理目標的有效實現。超濾膜技術目前已在污水處理領域中大放異彩，其優異的污水處理效果，為現代污水處理工作指明了新的發展方向。

1 超濾膜技術介紹

1.1 超濾膜技術的原理

簡單來說，可以將超濾膜技術解釋為溶液分離下的加強濃縮處理技術。超濾膜技術主要運用了兩大原理：一是超濾原理，二是微透過原理。其中，超濾原理是指通過在溶液中添加一個其余物質可以穿過但溶質難以穿過的膜來實現污水處理目的，它的前提是要有足夠的壓力把物質推向膜的方向。目前我國的超濾技術已經比較成熟，能夠非常高效且有針對性地排除掉溶液中的雜質，最大限度地避免雜質穿過濾膜，同時所采用的膜也從過去的單層膜逐漸向多層膜發展，總體實用性有了顯著提升。微透過原理是指只有一些細小的、無污染的物質能夠從膜中穿過，通常在超濾過程中分子量的保存數量約為500萬，質量約在0.002-0.100um范圍內。基于微透過原理，可以將污水中所含的絕大多數乃至全部顆粒物、有害物質等清理干凈，以最大限度地提高出水水質。

1.2 超濾膜技術的特點

超濾膜技術擁有很多鮮明的特點，這些特點也是它的優勢，正是由于這些優勢才使得該技術表現出了優異的污水處理效果，在環保工程污水處理中得到了廣泛應用[1]。具體來說，首先，超濾膜技術具備物理性，換言之它是一種物理污水處理技術，在應用過程中無須使用化學藥劑、無須經過任何化學反應，不會對水資源造成二次污染，非常節能環保；其次，超濾膜技術具備強抗酸性，在應用過程中不易受到污水中的各種酸堿物質的影響和損害；再次，超濾膜技術具備強抗溫性，在高溫下不易發生損壞，可以使用高溫氣體對其進行消毒，其最高耐受溫度可達140℃；第四，超濾膜技術具備操作便捷性，該技術在應用過程中操作容易、步驟簡單，不涉及過多的繁瑣操作和額外步驟；最后，超濾膜技術具備低成本性，它的應用成本顯著低于傳統污水處理技術，可為環保工程節省很多開支。

1.3 超濾膜技術的工藝及流程

超濾膜技術在環保工程污水處理應用中主要涉及到兩種工藝：一是沉淀超濾工藝，二是砂濾超濾工藝。其中，沉淀超濾工藝的基本流程為：污水混凝及沉淀處理→水泵加壓→泵入膜分離器→超濾膜過濾→流入產水箱→流入調節池。砂濾超濾工藝的基本流程則為：污水混凝、沉淀及砂濾處理→水泵加壓→泵入膜分離器→超濾膜過濾→流入產水箱→流入調節池。從二者區別上來看，砂濾超濾工藝比沉淀超濾工藝多了一個污水砂濾環節[2]。需注意，隨著膜使用時間的延長，其會逐漸受到污染而降低過濾效率，針對該問題，可使用產水箱中的水來反向沖洗膜，以使之過濾能力恢復。再者，還可利用化學強化維護手段來緩解跨膜壓力，以避免過高頻率的清洗。近年來，隨著超濾膜技術的不斷發展，人們在其傳統工藝流程的基礎上又進行了許多優化，例如可以將第一步改為對SBR池的出水直接進行過濾、適當延長制水時間等；另外在清洗膜時，也可以改用檸檬酸進行清洗，或是交替使用次氯酸鈉與檸檬酸進行清洗。優化后的工藝流程能夠進一步提升超濾膜技術的污水處理效果及降低成本。

2 超濾膜技術在環保工程污水處理中的應用意義

眾所周知，水是地球上的寶貴資源，是人們賴以生存的物質，所以保護水資源是現代人無可推卸的責任與義務。但就我國目前的實際情況來看，水污染和水資源短缺問題仍舊十分嚴峻，這既影響了人們的健康生活，又抑制了生態環境可持續發展及生態文明建設。之所以會出現這種狀況，一項重要原因就是對污水的處理水平不足、處理效率較低。污水處理是環保工程中的重要內容，如今全世界都在積極開展環保工程，所以污水處理也是全世界所共同重視的一項工作。當前水資源保持、利用的總體形勢對污水處理工作提出了極高的要求，只有不斷提升思想重視程度，積極更新應用先進、合理、科學、有效的污水處理技術開展工作，才能夠滿足不斷變化的污水處理要求。而在已有的眾多污水處理技術當中，超濾膜技術是比較具有代表性的一種。超濾膜技術的本質是在溶液分離下的加強濃縮處理技術，通過在環保工程污水處理中應用該技術，可以實現對水體中細菌等物質的完全截留，從而得到更好、更穩定的出水水質。由于其出水濃度較低，其中含有的微生物安全性也想對較高。在現實中，大部分水廠的供水規模都比較靈活，都可以適用超濾膜技術，一般只需添加上相關超濾膜組件即可實現對超濾膜技術的應用。可以說，超濾膜技術改變了傳統污水處理模式，促使污水處理行業趨向了集約化發展。因此，無論是站在行業發展角度上，還是站在環保工程發展角度上，乃至站在整個經濟社會發展角度上來看，超濾膜技術的應用都具有重要意義。

3 污水的主要來源

3.1 工業污水

工業污水是指在工業生產過程中產生的污水。工業生產的很多環節都需要運用到大量水資源，隨即而來的就是工業生產過程產生的大量工業污水，例如產品生產環節、設備清洗環節、場地清洗環節等，都會產生大量污水[3]。近年來，隨著我國工業化進程的不斷加快，工業污水的排放量也呈現出逐年升高趨勢。

3.2 生活污水

生活污水是指在人們的日常生活中產生的污水，例如洗漱污水、烹飪污水、清潔污水等[4]。近年來，隨著城市人口數量的不斷增長及人們物質需求的不斷提升，生活污水的排放量也日益增多，并且由于部分城市的排水管網建設不夠完善，排放量的增加還直接導致了城市水體污染的加重。

4 超濾膜技術在環保工程污水處理中的具體應用

4.1 在凈化飲用水中的應用

人的生存離不開飲水，若飲水質量差，或是飲水中存在有害物質，那么將會嚴重威脅到人的身體健康乃至生命安全。所以，現代人的飲用水必須是經過凈化而達到相關飲用水凈化處理標準的水，而是否能夠凈化達標，則取決于所采用的凈化技術效果好壞[5]。近年來，隨著我國飲用水凈化處理標準的不斷提高，傳統的凈化技術已經逐漸無法滿足實際要求，在此背景下，尋找更加先進有效的凈化技術成為了燃眉之急。而大量實踐經驗表明，應用超濾膜技術來凈化飲用水，可以非常輕松地將飲用水中的絕大多數微生物和有害物質濾除掉，既可行又可靠，且能夠充分滿足現階段的飲用水凈化要求。

4.2 在淡化海水中的應用

地球上并不缺水資源，所缺的其實是淡水資源，大量的海水一般情況下是無法直接進行應用的，必須要經過淡化后才能夠應用，因此淡化海水是一項重要研究課題。以往常使用的淡化海水技術主要有：多效蒸發技術、反滲透技術、多級閃蒸技術、壓汽蒸餾技術等[6]。這些技術雖已發展比較成熟，但在實際應用過程中卻存在著許多缺陷和不足，例如在反滲透技術的應用中存在著膜污染的問題。不過，隨著超濾膜技術在淡化海水中的應用，一些問題得到了有效解決。應用超濾膜技術來進行海水淡化處理，一方面能夠更有效地控制水質及反滲透系統的進水質量，另一方面還能夠對高濁度海水進行有效的過濾。

4.3 在處理工業污水中的應用

工業生產與水資源息息相關，同時工業生產也會產生和排放大量的污水。工業污水中一般都會含有大量的有毒有害物質，若不及時加以處理的話，則會對人類健康、生態環境以及農業生產等造成嚴重危害。由于工業污水中往往還包含大量的泥土，所以生化性能較差，僅采用傳統的污水處理方法效果不夠理想，而且能耗較高[7]。不過，若將超濾膜技術應用于工業污水處理中的話，則能夠顯著提升污水處理能力和凈化效果。具體來說，超濾膜技術一能夠有效清除掉工業污水中的有害物質，以提高出水水質；二能夠有效清除掉工業污水中的鈣元素，以降低水體鈣含量；三能夠有效清除掉工業污水中的各種重金屬元素，以避免對其他水體產生二次污染。

4.4 在處理生活污水中的應用

人們的生活污水中往往都含有大量油污，有的是只表面浮有一層油膜，有的是混合大量散油，對于前者，一般可以直接采用沉淀法、機械分離法、活性炭吸附法等方法進行處理，而對于后者，則必須要采用超濾膜技術才能夠徹底凈化干凈。

結語：

綜上所述，環保工程是國家的重要工程，而污水處理則是環保工程中的一項重要內容，為了提高污水處理效果，除了要充分重視污水處理工作以外，還應積極應用先進、合理、科學、有效的污水處理技術。超濾膜技術自誕生至今，經過多年的完善和優化，目前已成為污水處理的一線技術，它不但簡化了污水處理過程、降低了污水處理成本，更重要的是顯著提升了污水處理效果。未來，隨著相關研究的不斷深入，超濾膜技術還將得到進一步完善和優化，從而在污水處理領域展現出更多的優勢。