超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的運(yùn)用研究

譚子聰

摘 要 近年來，水環(huán)境問題日漸嚴(yán)峻，以往傳統(tǒng)的水污染處理技術(shù)不再適宜，不僅成本高且處理效率低。加之水污染程度增加，水中所含的有害物質(zhì)成份變得更加復(fù)雜，漂白、凈化等方式并不能徹底清除有害物質(zhì)，處理后的水資源無法直接在工業(yè)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中進(jìn)行使用，而超濾膜技術(shù)能夠很好地解決上述問題，不僅能夠高效分離水分子和有害物質(zhì)，還能確保處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

關(guān)鍵詞 超濾膜技術(shù) 水處理 環(huán)境工程 自動化

中圖分類號：X50 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）07-0037-02

伴隨著城市現(xiàn)代化發(fā)展，我國水環(huán)境問題日益嚴(yán)重，一些有毒有害物物質(zhì)很難完全過濾，給人們生活帶來了健康隱患，而超濾膜技術(shù)能夠有效解決上述問題，其在環(huán)境工程水處理領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，有助于水處理效率的提升，對生活環(huán)境影響較大。超濾膜技術(shù)是一類介于微濾和納濾之間的膜分離技術(shù)，能夠?qū)θ芤哼M(jìn)行有效的分離和凈化。超濾膜時(shí)通過膠體物質(zhì)和懸浮顆粒形成的屏障，能夠?qū)⑺械募?xì)菌、藻類、兩蟲及水生生物去除，從而達(dá)到凈化目的[1]。超濾膜技術(shù)與普通技術(shù)相比，具有耗能小、分離率高、有用物質(zhì)可回收等優(yōu)勢，在環(huán)境工程水處理中應(yīng)用具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 超濾膜技術(shù)的原理及特點(diǎn)

1.1 技術(shù)原理

超濾膜技術(shù)作為一種極為常用的膜分離技術(shù)，主要是通過過濾膜對水中的雜質(zhì)、有害物質(zhì)進(jìn)行過濾，在環(huán)境工程水處理中應(yīng)用非常普遍。其技術(shù)原理是在受到壓力時(shí)，溶液中小分子量溶質(zhì)可以從過濾膜的微孔穿過，從而進(jìn)入到膜的另一邊，而大分子溶質(zhì)、有害物質(zhì)等則被超濾膜阻擋而無法通過，以此來達(dá)到凈化水的目的。通常情況下，分子量在500～500000，分子直徑在0.002μm～0.1μm區(qū)間的被截取，在截留時(shí)將會產(chǎn)生0.1MPa～0.5MPa的靜壓差[2]。超濾后，凈化水量多且具有較強(qiáng)的安全性。總之，超濾膜技術(shù)雜質(zhì)過濾性良好，還能全面過濾有害物質(zhì)、藻類物質(zhì)等，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，超濾膜技術(shù)不斷完善，尤其是在環(huán)境工程水處理中應(yīng)用愈發(fā)成熟，其自身優(yōu)勢逐漸顯露，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1.2.1自動化程度高

超濾膜技術(shù)原理非常簡單，運(yùn)行過程具備自動化條件，無需在運(yùn)行和監(jiān)控環(huán)節(jié)投入大量的人力，可節(jié)約勞動力，從而降低水處理成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2.2穩(wěn)定性高

超濾膜具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，可耐高溫、耐酸、耐堿，對水質(zhì)要求不高，適用于不同的水質(zhì)條件，通用性較強(qiáng)。

1.2.3環(huán)保性強(qiáng)

超濾膜技術(shù)屬于物理方法，在進(jìn)行水處理時(shí)無需添加化學(xué)藥劑，安全性高，可有效避免二次污染水體，避免對周圍生態(tài)環(huán)境環(huán)境造成污染。

1.2.4效率高

超濾膜技術(shù)可以處理大量水體，尤其是在污染小的城市飲用水處理中，其效率高，處理快。

2 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的具體運(yùn)用

隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，面臨著巨大的發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)水污染問題也日漸嚴(yán)峻，嚴(yán)重威脅著人們的健康。為有效解決水污染問題，推動環(huán)境工程高質(zhì)量發(fā)展，在實(shí)踐探索中超濾膜技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。因其具有諸多優(yōu)勢，故而被廣泛應(yīng)用于環(huán)境工程水處理中，具體應(yīng)用主要有以下幾方面：

2.1 海水淡化

作為不可再生資源，水資源伴隨著生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化而日漸缺少，為滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)作業(yè)的需求，海水淡化已成為水資源開發(fā)非常重要的方式。當(dāng)前，電滲析技術(shù)是淡化海水最常用的處理方式，通過半透膜過濾法分離不同溶質(zhì)粒子，并在電場作用下進(jìn)行滲析。但是，該項(xiàng)技術(shù)不具備較高的回收率且成本高，廣泛推廣有一定難度。隨著技術(shù)的發(fā)展，超濾膜技術(shù)在海水淡化中的應(yīng)用效果受到了行業(yè)專家學(xué)者的認(rèn)可。比如，針對高濁度海水，可以采用中空纖維超濾膜技術(shù)進(jìn)行處理，對于COD去除率可達(dá)到60%，硅膠去除率高達(dá)89%[3]。總之，憑借著超濾膜技術(shù)優(yōu)異的分離性能，進(jìn)一步提高了海水淡化效率。

2.2 在含油廢水處理中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)所排放的污水中有很多含油廢水，這類廢水中游行物質(zhì)種類較多，如浮油、含乳化劑油、混合散油等。其中，最常見的含油廢水是浮油和混合散油污水，在水處理上操作比較簡單，污物分離截留較為容易，但是含乳化劑油廢水處理難度系數(shù)大，常規(guī)的水處理技術(shù)無法保障處理后的水質(zhì)達(dá)標(biāo)，一般的過濾、吸附等處理很難分離乳化劑油，而通過超濾膜技術(shù)則能夠很好地分離。運(yùn)用超濾膜技術(shù)將乳化機(jī)油截留在膜的一側(cè)，而廢水中的水、小分子物質(zhì)等則通過微孔進(jìn)入到膜的另一側(cè)，有效截留了大分子乳化劑油[4]。對于乳化劑油中易被氧化的小分子物質(zhì)，在進(jìn)行吸附消除時(shí)無法通過超濾膜截留，則可以向水中加入氧量，通過氧化將小分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠓肿游镔|(zhì)，再通過超濾膜進(jìn)行分離，從而實(shí)現(xiàn)對含乳化劑油廢水進(jìn)行全面凈化的目的。

2.3 在生活污水處理中的應(yīng)用

通常情況下，使用超濾膜技術(shù)處理生活污水時(shí)有兩種情況：一種是水體污染程度不嚴(yán)重時(shí)，可以直接采用超濾膜進(jìn)行處理;另一種是當(dāng)水體污染程度比較嚴(yán)重時(shí)，就需要與膜生物反應(yīng)器、活性污泥濾耦合、絮凝超濾耦合等技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用。針對一般生活污水處理時(shí)，根據(jù)超濾設(shè)備的出水要求，出水量多設(shè)計(jì)為5.0m3/h[5]。經(jīng)過管道對生活污水進(jìn)行收集后，污水進(jìn)入到預(yù)處理環(huán)節(jié)，在格柵井中較大顆粒和污物會被攔截，然后經(jīng)污水泵至調(diào)節(jié)池，待停留一段時(shí)間后調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)，被均化后的污水將進(jìn)入到生物反應(yīng)池中，通過微生物作用對污水中的有機(jī)物進(jìn)行降解處理，然后再進(jìn)入到沉淀池進(jìn)行泥水分離，污泥則被排入到泥漿池中，沉淀池中的污水經(jīng)過機(jī)械過濾器過濾后，再進(jìn)行超濾處理，處理后回用于化學(xué)水處理系統(tǒng)。

2.4 在造紙廢水處理中的應(yīng)用

一直以來，造紙業(yè)都屬于重污染行業(yè)，加之造紙工藝繁瑣，所產(chǎn)生廢水中的成分也比較復(fù)雜，水處理難度較大，一旦出現(xiàn)處理不到位的情況就進(jìn)行排放，必定會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，不利于生態(tài)平衡，也會危及人類身體健康。在以往傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)中，針對這類廢水處理效果并不理想。但隨著超濾膜技術(shù)的不斷發(fā)展，為造紙行業(yè)廢水處理帶來了新的方向，通過超濾膜技術(shù)能夠完全分離出廢水中所含的漿液、木素等物質(zhì)[6]。與傳統(tǒng)技術(shù)不同的是，超濾膜過濾后，會對過濾物進(jìn)行再次濃縮，可以重新收集分離出的漿液、木素等物質(zhì)，進(jìn)一步提高了利用率。此外，通過超濾膜技術(shù)還能夠?qū)U水中的有害物質(zhì)直接去除掉。總之，超濾膜技術(shù)不僅提高了造紙廢水的處理效果，提高了廢水處理效率，同時(shí)還有利于資源利用率提升。所以，超濾膜技術(shù)在造紙業(yè)廢水處理中應(yīng)用非常適宜。

2.5 食品工業(yè)污水處理中的應(yīng)用

在食品生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生非常多的工業(yè)污水，且含有大量的細(xì)菌，如果不及時(shí)消除而直接排放，會對環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，從而對生態(tài)系統(tǒng)造成難以估量的損壞。不僅如此，在食品工業(yè)污水中含有大量的乳糖、酵母等物質(zhì)，如果直接排出會浪費(fèi)資源，可以對其進(jìn)行合理的回收利用。超濾膜技術(shù)除菌效果強(qiáng)，在食品工業(yè)廢水處理中應(yīng)用該技術(shù)，能進(jìn)一步推動我國食品工業(yè)污水處理水平的全面提升，有效清除掉污水中的雜質(zhì)，分離出水中的BOD與COD，還能對可回收乳糖、淀粉等物質(zhì)進(jìn)行回收利用，從而為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)收益。總之，超濾膜技術(shù)可以提高食品工業(yè)污水質(zhì)量，避免了資源浪費(fèi)，有助于食品行業(yè)穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

2.6 電鍍水處理

在電工行業(yè)中，所產(chǎn)生的廢水量非常大，這些廢水中還有大量的重金屬，如銅、鎳、六價(jià)鉻等，具有較強(qiáng)的危害性，且可生化率非常低。在實(shí)際工作中，多采用鐵氧化法電解法等進(jìn)行處理，但是鐵氧化法處理會導(dǎo)致大量污泥產(chǎn)生，還需要進(jìn)一步對污泥進(jìn)行處理，增加了操作成本。而電解法雖然在電廢水處理中效果較好，但成本高，并不適宜大范圍推廣應(yīng)用。而針對電鍍水處理，采用超濾膜技術(shù)聯(lián)合反滲透技術(shù)則能取得不錯(cuò)的效果，可以有效去除電鍍廢水中的重金屬、有機(jī)碳、硝酸鹽等物質(zhì)，同時(shí)通過超濾膜還能降低對滲透膜的污染，有利于提高使用年限。

3 結(jié)語

水質(zhì)好壞與否會對人體健康造成直接影響，隨著全民環(huán)保意識的提升，對水資源污染問題關(guān)注度日漸提升。水污染治理是一項(xiàng)長期且系統(tǒng)的工程，面對日漸嚴(yán)峻的水問題，加大治理力度遠(yuǎn)好過于亡羊補(bǔ)牢。而在環(huán)境工程水處理中，超濾膜技術(shù)應(yīng)用取得了不錯(cuò)成效，且應(yīng)用范圍廣泛。該項(xiàng)技術(shù)具有較高的安全性，可以避免對水體造成二次污染，有利于水質(zhì)穩(wěn)定。同時(shí)，超濾膜技術(shù)對水質(zhì)條件要求不高，生產(chǎn)周期短，是傳統(tǒng)水處理技術(shù)難以比擬的。總之，超濾膜技術(shù)作為一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，其在城市污水、工業(yè)廢水等處理以及有用物質(zhì)回收等方面應(yīng)用非常廣泛，今后研究重點(diǎn)應(yīng)側(cè)重于更高效的超濾裝置研究，并能根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)采用相應(yīng)的處理技術(shù)，真正提高出水質(zhì)量。

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