超濾膜技術在環境工程水處理中的應用

樓家淵

（嘉興中一檢測研究院有限公司，浙江 嘉興 314006）

當前，我國的水污染問題日趨嚴重，國家主管部門對該問題給予了重點關注，也正逐步著手解決。同時，隨著生活物質水平的提高，人們對水質和生活環境的要求也越來越高。因此，為了創造良好的生態環境，控制水污染對水系環境造成的破壞，需采用先進的污水處理技術。其中，超濾膜作為一種污水處理技術，不僅可以截留污水中的顆粒物和礦物質，還可以通過對污水施加壓力來過濾污水，從而達到了徹底凈化污水的目的。由此，促進超濾膜技術的更好應用，能有效解決相關問題，而利用相關技術手段提高超濾膜的抗污染能力，以及加強對專業技術人員的培訓和提升，也是當前的重要工作[1]。

1 超濾膜技術簡介

超濾技術在快速凈水領域的應用預計在未來變得更加突出，但由于其快速凈水技術的不斷改進，超濾技術有望在環境污染方面發揮出重要作用。超濾膜技術的實施方法主要是物理手段，其物理凈化原理是通過濾膜對廢水，或其他廢水、其他物質進行過濾凈化，是對廢水中的顆粒雜質進行過濾分離。其工藝過程是通過篩選雜質即小分子物質，且在廢水和低分子量物質的壓力作用下，使通過膜另一側濾膜的孔隙溶解一部分有害物質。同時，超濾膜技術還可以在廢水處理中更有效地去除和過濾微小顆粒，從而有效提高了廢水的處理質量。由此可以看出，超濾膜技術是當今機械環境中最常用、最有效的水處理技術[2]。該技術與傳統的水處理技術相比，具有更好的過濾效果，且過濾后的出水和污泥也可以進行再加工和循環利用，既實現了經濟效益和環境效益的雙向循環，又在一定程度上有效地降低了污水中的細菌數量，提高了回用價值，這對于實際改善水質有著重要影響。

2 超濾膜技術的應用優勢

目前，超濾膜技術在水資源和環境凈化方面取得了較好的效果，因此，在水污染控制中得到了廣泛的應用。首先，采用超濾膜技術處理的出水更安全，具有較強的自然凈化效果。主要是由于超濾膜具有孔徑小的特點，所以可以提高超濾膜技術在水中的滲透性，延長使用的安全性，且消毒劑用量少，水質安全。其次，超濾膜技術具有較好的控制性能。如全自動PLC控制單元可以實現參數整定和自整定，這在一定程度上降低了操作的復雜性，易于使用。此外，超濾膜技術具有成本低、易于改造的特點。因此，應用該技術不僅可以保護環境，還可以防止水污染的持續惡化。此外，超濾膜技術在污水處理中的應用不需要其他化學物質的支持，只需添加超濾膜元件，也無需進一步改造即可用于原水凈化系統，應用相對簡單。所以，采用超濾膜技術，可有效去除水中的懸浮物，并有效避免了造成二次污染[3]。

3 超濾膜技術的應用局限

在應用超濾膜技術進行水質處理時，必須要保證超濾膜有效清洗。如果不徹底清洗，水不完全純化，就會導致超濾膜的過濾能力降低，而能源和水處理的成本就會相應增加，從而加大了成本投入。同時，超濾膜洗滌流程必須要規范操作程序，如不嚴格按照規范進行作業，則會加劇環境污染。所以，應對超濾膜技術要采取相應的保護措施，并定時進行清潔處理。此外，還存在著能源損失問題：將超濾膜技術運用在水處理的整個流程中，不可避免地會產生能源損失，再加上能源輔助也會耗費一些能源，這也會相應提高生產成本。因此，為了減少能源消耗，提高能源的利用率，應選擇較低能耗的設備，同時，也要定期監測能耗水平，以確保設備有足夠的驅動力支持膜技術的正常運行。

4 水體污染的來源和分類

在普通水源中，各種物質的濃度和離子含量都有一定的標準。然而，受污染的水體中可能會含有許多重金屬、有機雜質、有害化學物質、藻類等。因此，水污染的來源是與人們的日常生活密切相關，主要來自工業用水和日常污水排放。但有一些水污染也可能是由植物養分污染引起的，但最終都是由于污水的不合格排放導致的。如果水中某些離子的濃度升高，而這些離子又是藻類繁殖所需的物質，就會溶解水中的大部分氧氣，造成水體中的其他動植物無法生存，從而污染水體。此外，水污染也有可能來自核輻射泄漏，導致放射性輻射污染[4]。

5 水體污染的危害

當前，由于相關部門監管不力，許多行業直接排放廢水，造成了嚴重的水污染問題。所以，工業廢水和生活廢水必須經過科學合格處理后才能排放，如果不處理或處理不當，將會導致水污染。這主要是因為工業廢水和生活廢水通常會含有一些重金屬、放射性物質、化學雜質等，這些物質都會對人類健康構成重大威脅。此外，水污染也會通過蒸發和其他方式影響人們的正常用水，而發生小面積的水污染，就會影響大面積的水資源質量。如被污染的水資源通過食物鏈或日常飲用水被人們飲用，水中的有害物質就會進入人體，進而影響人們身體健康。同時，受到重金屬污染的水也會對人體器官造成損害，導致一些傳染病和寄生蟲病發生。由以上內容可以看出，如果工業廢水和生活廢水的排放得不到有效控制，就會對水資源的質量產生嚴重影響，甚至會導致可利用的水資源逐漸減少。

6 幾種常見的超濾膜廢水處理技術

超濾膜技術在環境工程水處理中起著關鍵作用，不僅可以提高污水的處理質量，還會降低能耗，因此，應引起人們的重視，并進一步完善其技術工藝，從而充分發揮出該技術的優勢。在常規污水處理中，可采用雙超濾膜技術。在實際運行環境中，可根據技術特點選用最恰當的應用方案，如在環境污染最嚴重的水源中，尤其是對于高污染的城市飲用水具有很好的效果。也可以說，雙超濾膜技術的發展應用，特別是雙膜處理技術的成功應用，對于改善水體具有重要意義。除雙膜處理技術之外，另外一個超濾膜技術的主要種類是混合膜處理技術，使用混凝膜過濾可有效除去廢水中的有機物質和金屬分子。此外，活性炭是在雙模水處理技術中使用最普遍的物質，其有著超強的吸收功能，可顯著提高廢水中有機物的去除效率。同時，還會防止膜污染，保護膜表面，延長超濾膜的使用壽命。

7 城市水體污染處理途徑

在城市日常生活中產生的污水，其主要特點是水濃度高、水面懸浮物多、含氯量高、含鹽量高、重金屬多等。因此，這對周邊的生態環境造成了嚴重污染。同時，水污染也是城市日常生活中難以處理的一類廢水。當前，處理水污染的主要方式是回收利用。但如果在日常城市生活中沒有回收條件，則必須對水污染進行處理，使其達到外部排放的排放標準。但在水污染的凈化過程中，污水中的重金屬雜質必須要先通過氯化還原反應即通過化學反應轉化為氨，然后再通過絮凝反應沉淀污水中相應的雜質，從而有效去除污水中的重金屬和金屬懸浮物，并最終調整水污染的pH值，以確保污水符合排放標準。而利用微生物處理水污染比其他方法具有更大的經濟效益。同時，在水污染方面，也應制定合理的制度來提高水資源的治理效率，以在一定程度上解決水污染問題，優化水資源。只有這樣，才能為人們提供更好的水資源，滿足日常用水需求。此外，我國一些城市還將凈化后達標的污水作為日常生活中的沖灰水，進一步減少了城市日常生活運行過程中的水資源浪費的現象。而且，通過對城市生活中的反滲透廢水進行軟化和預處理，可有效去除工業廢水中大量的鈣離子、鎂離子和鐵離子，從而可進一步防止污水處理過程中的結垢問題。

8 在環境工程污水處理中超濾膜技術的應用

8.1 應用超濾膜技術處理飲用水

雖然超濾技術在快速水處理領域的應用會越來越廣泛，但隨著快速水處理技術的不斷完善，超濾技術有望在環境污染治理中發揮重要作用。超濾膜技術的實現方法主要物理過程，其物理凈化原理是通過濾膜對廢水，或其他廢水、物質進行過濾凈化，并對廢水中的顆粒雜質進行過濾分離。而超濾膜技術可以自動過濾水中的雜質，有效地提高雜質的分離純化，且通過相關實驗數據顯示，可有效提高飲用水的安全性和飲用水的標準。同時，超濾膜技術還可以殺滅和過濾飲用水中的病毒和細菌，提高水的凈化效果，促進水資源的循環利用。

8.2 應用超濾膜技術處理工業廢水

近年來，隨著我國工業規模的不斷擴大，工業廢水排放量居高不下，這對我國的生態環境造成了一定的負面影響。而環境工程旨在減少污水排放對環境的污染。因此，在工程建設過程中，要減少廢水造成的危害，控制的廢水處理效率，以減少廢水對生態環境的危害。但由于工業廢水成分復雜，種類繁多，在處理工程中難以實現有針對性的應用。所以，相關技術人員必須對工業廢水的特性有足夠的了解，以便根據廢水的特性分析初步的化學品組合，這也是工業廢水處理的基礎。而在膜技術的應用中，還需要測定廢水的成分。此外，工業廢水中的微米級硅晶體及其活性成分可將污泥轉化為無機物，降低深度處理系統的處理效率，所以，必須選擇合適的組合膜工藝進行處理。而超濾膜技術也可以對污水中的沙子、泥漿、木質素等物質進行過濾，以實現保護環境的目標，且在此基礎上，過濾后的雜質會被回收利用。例如，雜質中的木質素可以被收集并轉化為紙張，這將大幅降低造紙工業的生產成本，從而實現了經濟效益和環境效益的雙重發展。

8.3 應用超濾膜技術淡化海水

超濾膜技術還可以用于海水淡化，但由于海水自身的特點，不能立即利用，這在一定程度上造成了水資源的浪費。因此，可利用超濾膜技術對海水進行脫鹽，這是非常重要的一部分流程，可有效改善海水脫鹽的現狀。當前，由于淡水資源稀缺，海水就具有很高的應用價值。但為了保護環境，海水淡化技術在機械水處理方面仍然存在局限性。且超濾膜技術在使用過程中，濾膜容易受到污染，導致反滲透問題。但隨著目前反滲透技術的興起，在一定程度上促進了超濾膜技術的應用，使超濾膜技術更好地應用于海水淡化。

8.4 應用超濾膜技術處理生活污水

當前，隨著城市人口數量的不斷增長，導致人們在日常生活中產生的生活污水大量增加。通常，這類廢水含有許多金屬但無毒。生活污水通常來自廚房、衛生間或洗衣房，如果不進行合理處理，就會使大量的礦物進入自然環境，這會對地表水源造成嚴重污染，從而也會對人和動物的生存形成影響。因此，為了有效改善生活污水的處理品質，使其對生活環境污染的可能性減至最小化，可將超濾膜技術和其他生活污水處理技術進行科學融合應用，從而最終達到生活污水的二次循環使用，實現保護自然環境的目的。此外，在生活污水回用處理過程中，最關鍵的任務就是生活污水的重新分類。

8.5 超濾膜技術對生物污染的處理

在實際應用中，超濾膜技術可以對廢水中的有機物進行吸附和同化，主要是因為生物膜具有耐環境變化能力強、降解效率高、沉淀量少等特點。由此，該技術常用于處理生物廊道、生物濾池和生物接觸氧化池。同時，應用超濾膜技術處理有機物和氨氮污染較輕的水體也是非常有效的。并且，采用超濾膜技術處理水污染具有最佳的經濟效益，其負面影響最小甚至為零。因此，制定一個能提高水資源凈化效率又合理的系統是非常重要的，這在一定程度上可有效解決水污染問題，優化水資源。

8.6 超濾膜技術在含油廢水處理中的應用

含油污水是城市發展過程中常見的污水，主要包括分散油、乳化油和浮油。其中，分散油和浮油的處理方法相對簡單，可與專用的機械配合使用，或應用活性炭吸附，都可以有效降低水資源的含油量。然而，乳化油中會含有有機物和活性劑，油水資源的整合相對完整，如果采用傳統的凈化技術，油就不能完全凈化，而超濾膜技術可以將油從單面分離出來，實現均勻凈化。同時，還可以對油中的氧化物進行深入分解，以確保對含油廢水的有效處理。

8.7 超濾膜技術在造紙廢水處理中的應用

在實際應用過程中，由于造紙廢水中含有大量木質素等物質，如果應用傳統的處理技術，很難達到良好的效果。但應用超濾膜技術可以對這些物質進行集中凈化，并通過濃縮實現木質素的回收和再利用。而且，過濾后的廢水經處理后回收利用，不僅減少了水資源的污染，還實現了資源的高效利用。因此，該技術在造紙廢水處理中具有良好的應用效果。

9 結語

在現代社會的發展過程中，隨著城市化進程的不斷深入，城市人口急劇增加，導致城市水污染問題逐漸顯現。而大量的污水不僅會危害飲用水的健康，還會降低人們的生活質量。因此，如果污水得不到有效處理，將會帶來嚴重的環境污染問題。在新時期，隨著全社會對水資源管理要求的提高，水資源管理受到了廣泛的關注。而超濾膜技術的優化應用，可有效解決水污染的相關問題，且隨著超濾膜技術的進步，處理后的水資源能更好地滿足人們的生產和生活需要。因此，當下水污染治理的重要工作內容之一，就是推動超濾膜技術的更好運用，以解決嚴重的水環境污染問題，但同時，也要利用相關技術手段提升超濾膜的抗污染性，從而有效提升超濾膜技術的處理效率，實現該技術的可持續發展。