超濾膜技術在環境工程水處理中的應用分析

李旭東

（首創愛華（天津）市政環境工程有限公司，天津 300392）

在環境工程中，水處理工作是非常重要的，對于環境保護具有重要的意義和價值，同時還能夠使水資源得到高效保護和利用。所以，在環境工程中，要高度重視水處理工作。目前，超濾膜技術是水處理中的一項先進技術，得到了比較廣泛的應用。利用該技術可以有效地過濾和去除廢水、臟水、污水中的雜質，提高水資源的循環利用效率，從而有效清潔和保護水資源。

1 超濾膜技術概述

超濾膜技術是一種膜分離技術，涉及到微透原理、超濾原理，能夠有效過濾水體中的污染物、臟水、微生物，達到濃縮、分離、凈化水資源的效果，使水資源循環利用率得到提升。超濾原理主要是制造過濾并攔截雜質的膜，但允許其它無害物質通過。在制造膜的過程中，應在高壓環境下形成特定的膜，隔離雜質。目前，該技術已經發展為多膜結構，提升了過濾效果。超濾膜技術就是攔截溶液中的雜質，使純凈物質通過，達到清潔水體的目的。微透原理主要是通過過濾分子攔截有害物質，將無污染的純凈物質濾出[1]。在超濾膜技術中，過濾分子高達500萬，總體積只有0.002微米，凈化功能較強，可清除溶液中的顆粒物，并過濾水體中的有害物質，提升水體安全性。

2 超濾膜技術的特點

2.1 物理特點

超濾膜技術的物理特點是該技術應用發展中最直接的體現，可以全面實現環境保護要求，降低水處理中化學試劑的利用率，提高整體凈化效果。同時，該技術可以避免水處理過程中的二次污染，對保證水環境質量和水質安全具有重要意義。

2.2 凈化效果好

與傳統的過濾技術相比，超濾膜技術在環境工程水處理中具有良好的應用效果，能有效去除水質中的有害物質，提高水質凈化效果。與傳統的過濾技術相比，超濾膜技術可以提高水中雜質的去除效率，防止雜質的過度積累和二次污染，從而提高凈化效果[2]。

2.3 操作便捷

應用傳統過濾技術的流程比較復雜和繁瑣，對于各個環節都具有嚴格的要求，因此在維持合理性、有效性方面難度較大。應用超濾膜技術可以省去很多中間流程，使操作更為便捷簡單。在相應的條件下，該技術可以使物料自動通過超濾膜，滿足過濾要求，同時又可以節省人力物力，保證過濾的科學性和有效性。

2.4 抗酸能力強

超濾膜技術在應用中表現出較強的耐酸性。在環境工程水處理中，各種酸性物質都不會對膜造成危害，從而減少了化學反應的發生，避免超濾膜受到腐蝕而破壞，增強了過濾過程可靠性和安全性。傳統過濾技術的抗酸能力比較有限，因而也體現出了超濾膜技術的功能和優勢。該技術能夠在酸性溶液中有效應用，并具有良好的安全性，特別是在工業污水處理中，應用效果比較理想[3]。

2.5 耐受高溫

超濾膜在應用中可以耐受高溫，在100 ℃的高溫水環境下，也能夠正常發揮作用，不會因為高溫環境遭到破壞而發生異常，因此能夠提高污水處理效率及效果，也能減少成本及資源的投入。因此，在環境工程水處理中，超濾膜技術的經濟效益更為顯著，對于提高環境工程質量具有有著較好的作用。

3 超濾膜技術在環境工程水處理中存在的問題

3.1 技術補充不足

在環境工程水處理中，特別是對自來水的處理，應用超濾膜技術會提升經濟成本。盡管當前我國經濟發展形勢較好，但在許多領域仍存在巨大差異。特別是對于經濟落后的地區，超濾膜技術的應用將面臨巨大的經濟壓力。為了解決此類問題，通常采取其它相關技術進行補充，對污水進行前處理。但是在實際應用中，對于超濾膜技術的技術補充有所不足。在水處理中，因未對當地日常用水情況進行仔細勘查，也沒有綜合分析各種數據，并選擇相應的前處理技術，因而導致超濾膜技術的應用和維護成本提升。

3.2 能源損耗較大

應用超濾膜技術會產生較大的能源損耗，因為該技術的應用需要外力和設備的協助，才能充分發揮凈化效果，滿足水處理的要求。在應用過程中，超濾膜技術的能源損耗也會加重，如果不能進行有效的控制和處理，對于環境工程水處理的發展較為不利[4]。在超濾膜技術的應用過程中，如果不對設備運轉能耗進行仔細分析，無法把握最終的能耗量，就無法優化和處理能耗較高的設備，能耗控制效果就不理想，能源利用率也就得不到有效提升。

3.3 污染問題嚴峻

雖然超濾膜技術目前已經得到了較好的發展和廣泛地應用，相關技術手段也比較成熟，但是在城市化和工業化推進過程中，水污染問題也日益嚴峻，對超濾膜技術的應用也帶來了較大的挑戰。在超濾膜技術應用過程中，很多因素都可能導致凈化效果的削弱。由于污染問題過重，超濾膜技術需要提高膜的更換頻率，如果相關工作人員沒有按時處理，就會導致超濾膜過濾效果下降，對于水處理效果也會產生不利的影響[5]。而再凈化，就會大幅增加成本，造成經濟損失。由于超濾膜技術應用的專業性較高，因而對操作人員的能力要求也較高。如果操作人員的專業水平不滿足要求，在操作中出現不規范的情況，就會導致污染程度加重，對最終的凈化效果造成影響。在應用中不重視對超濾膜的保護，也會影響水處理效果。

4 超濾膜技術在環境工程水處理中的應用

4.1 飲用水處理

盡管我國水資源總量比較大，但是人均水資源占有率很低。同時由于水體污染情況嚴重，天然水體中雜質、細菌、藻類含量大，如果不進行有效處理，直接進入飲用水系統，對人體健康將造成極大危害。因此，相關部門需要重視對水資源的有效清潔，保證人們的用水安全。對此，在環境工程水處理中，應用超濾膜技術能夠有效分離水體中的各種污染雜質，有效過濾污染物，使水源質量得到提高。另外，將超濾膜技術與混凝沉淀技術相結合，可以有效去除水中的污染物，保證生活用水的水質和純凈度[6]。

4.2 含油廢水處理

來自工業領域的含油廢水，包括含有乳化劑的油、水體混合散油、水體表面浮油等不同形態。其中，混合散油及水體表面浮油的處理難度較小，可以采用機械混凝、沉淀、分離的方法進行處理，也可以采用活性炭等化學品對水中的油進行吸附處理，然后去除水中的油。而帶有乳化劑的油以微米級的油分子形式出現在水中，不能采用重力分離或粗細分離技術進行處理，可采用超濾膜技術進行凈化，分離水體和油性分子。在去油過程中，還可同時去除廢水中的氧化物質，進而達到更好的油水分離效果。

4.3 城市污水處理

在城市化進程不斷加快的背景下，城市居民數量不斷增多，因此導致城市污水產生和排放量也大大增加。城市污水污染通常比較輕，經過簡單處理后，即可直接排入江河湖泊。然而，由于城市污水處理量大、處理成本高、處理面積廣，難以實現大規模的批量處理[7]。因此，可以采用超濾膜技術進行處理，解決城市污水的排放問題。超濾膜技術能有效去除城市污水中的各種污染物，提高水質的純度。廢水經處理后進入自來水廠，再經過相應地處理就可以重新向居民提供。

4.4 海水淡化處理

地球上總體的水資源十分豐富，但是其中絕大部分是海洋水，不能直接飲用。在為數不多的可飲用的淡水資源中，大多數以冰川的形式存在，無法被開發利用。因此，在環境工程水處理中，解決淡水資源短缺問題顯得尤為重要。在過去的環境工程水處理中，曾經采取多種措施淡化海水，使淡水資源儲備量增加。例如傳統的電滲技術，能夠進行海水淡化處理，但是成本較高、效率較低。而應用超濾膜技術處理，能夠有效解決這一矛盾。利用超濾膜技術處理海水，能夠達到97%的脫鹽率和去除率，經該技術淡化處理后，能夠得到質量更高的淡水資源。

4.5 電鍍工業廢水處理

在工業電鍍生產中，用水量比較大，工業廢水也比較大。與其他工業廢水不同，電鍍廢水中含有大量的重金屬元素，會對水體造成嚴重污染，對動植物造成不可逆轉的損害。如果人類長時間飲用含有這些雜質的水，身體健康也會受到嚴重損害。因此需要采取有效措施加以處理。在過去的環境工程水處理中，很難有效去除水中的重金屬元素。且成本較高、效率低下[8]。因此，應用超濾膜技術能夠取得更好的效果。在超濾膜技術中的陶瓷膜，其孔徑為0.8 μm和1.4 μm，過濾堿中和后的物質時，能夠達到90%以上的截留率。電鍍工業廢水經過超濾膜技術處理后，水中的懸浮液和氰化物含量不超過20%，質量分數在0.000 2以下。

5 超濾膜技術在環境工程水處理中的優化

5.1 不斷革新技術

雖然超濾膜技術能夠有效處理水體中的各種污染物雜質，但是在使用時間過長之后，超濾膜自身也會受到一定的污染導致失效。此時如果繼續使用超濾膜凈化水體，將難以達到理想的凈化效果，還可能出現二次污染情況。所以，在超濾膜技術的優化過程中，需要不斷革新技術，對超濾膜技術進行更新換代，延長超濾膜的使用壽命，從而進一步提高超濾膜技術的凈水效率，確保其具有更強的抗污染能力，并避免凈水后的二次污染[9]。

5.2 優化清洗技術

雖然超濾膜技術具有良好的水清潔效果，但是其使用壽命也有一定的限制。如果超濾膜受損，就會失去對水體的清潔作用，導致不能有效攔截污染物。因此，需要優化超濾膜清洗工藝，延長超濾膜的使用壽命。現有的超濾膜清洗技術，超濾膜只能清洗一次或兩次，成本相對較高，如果清洗次數過多，也會造成超濾膜的損壞，導致其凈化效果受到影響，因而限制了超濾膜技術的發展。對此，通過對超濾膜清洗技術的優化，可以提高清洗效率，減少超濾膜損壞，使超濾膜更換次數減少，提升其使用壽命，進而降低成本。

5.3 完善技術組合

超濾膜技術在環境工程水處理中可以發揮很大的作用，但也存在一定的局限性。例如容易發生大量分子殘留的情況。主要是由于沒有將超濾膜技術與其他水處理技術相互結合。基于此，在超濾膜技術的應用優化過程中，應完善水處理技術的組合，將超濾膜技術和其他水處理技術有效銜接[10]。例如，對于水體中的小顆粒、溶解性污染物，無法單獨使用超濾膜技術處理的物質，可采用混凝工藝，通過改變水中懸浮顆粒的大小，去除水中的小顆粒和可溶性污染物。通過技術組合，使超濾膜技術的優勢得到更加充分的體現。

5.4 推動超濾膜技術發展

目前，超濾膜技術是比較先進的水處理技術之一，在各種環境工程水處理中都得到了廣泛應用，尤其是在廢水回收、膜生物反應器、海水淡化預處理中效果很好。在未來技術水平進一步提高的基礎上，也要積極推動超濾膜技術的未來發展，進一步降低超濾膜技術的成本，并進一步提高其效率，從而使超濾膜技術的應用范圍得到更大地拓展。例如，研發更低成本和更高效的膜系統、膜組件，可有效解決現有的膜壽命短、污染重等問題，使超濾膜技術的缺陷更少、優勢更明顯，進而在環境工程水處理中能夠得到更好應用。

6 結論

在環境工程中，水處理是一項重要的工作內容，當前水處理技術比較多，但大都存在一定的缺陷和不足。超濾膜技術是一種先進的水處理技術，能夠有效去除污水中的多種雜質，保證水體凈化的良好效果。運用超濾膜技術，可以有效提升水處理的效率和質量，使處理后的水體質量更高，能夠滿足人們日常生活、農業、工業用水的需求，具有重要的意義和價值。