超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的運(yùn)用分析

陳澤鳴

（同濟(jì)大學(xué)浙江學(xué)院，浙江 嘉興 314000）

1 引言

水資源短缺已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)主要因素，為此開展污水深度處理，合理分配水資源等工作已經(jīng)成了我國(guó)當(dāng)前的一項(xiàng)重要任務(wù)，但當(dāng)前很多的水源處理措施，都忽略了處理過程中對(duì)于水資源的節(jié)約，而本文提出的超濾膜技術(shù)則可以有效解決這一問題，為水源處理工作提供幫助。

2 超濾膜技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 超濾膜技術(shù)工藝原理

超濾膜技術(shù)是通過壓力將液體中的溶劑與低分子量溶質(zhì)從濾膜一端的空隙輸送到另一端，可通過濾膜將高分子量溶質(zhì)攔截，實(shí)現(xiàn)液體物質(zhì)截留的效果。這種超濾膜技術(shù)的作用機(jī)理是一種分子篩選作用，同時(shí)其表面還含有一定的化學(xué)物質(zhì)，可通過靜電作用過濾物質(zhì)，同時(shí)濾膜還可以隨液體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行濃縮與過濾更小的分子量溶質(zhì)，讓溶質(zhì)穿過濾膜小孔，將病毒、雜質(zhì)、藻類等物質(zhì)隔絕在膜的另一端。相關(guān)研究表明，超濾膜技術(shù)的物質(zhì)截留效果可將粒徑500～500 000 nm的物質(zhì)進(jìn)行隔絕，而濾膜上的孔徑范圍一般為0.002～0.1μm，擁有0.2 MPa左右的靜壓差，因此，在處理過程中可將水資源中的高分子物質(zhì)進(jìn)行隔絕，隔離其中的有害物質(zhì)（見圖1），同時(shí)還應(yīng)計(jì)算膜阻力。通過計(jì)算膜阻力，可對(duì)膜進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，從而可以讓膜透過一些可以被透過的分子，如飲用水凈化中對(duì)人體有益處的微量元素等，在使用中可起到較為良好的效果。

圖1 超濾膜

2.2 超濾膜技術(shù)工藝特點(diǎn)

超濾膜技術(shù)與其他技術(shù)相比，過濾效率較高，一般在運(yùn)用中可以通過使用少量的化學(xué)藥劑甚至不使用化學(xué)藥劑完成過濾，可有效避免二次污染的情況出現(xiàn)，同時(shí)其方式較為簡(jiǎn)單，性質(zhì)較為穩(wěn)定，且具有較高的耐酸性、耐腐蝕性與耐水解性，因此，可以得到較為廣泛的運(yùn)用。超濾膜可承受140℃的溫度，因此，也常被用來進(jìn)行水資源凈化，可以通過高溫蒸汽與環(huán)氧乙烷實(shí)現(xiàn)殺菌，特別是對(duì)于強(qiáng)酸擁有較高的適應(yīng)性，還可以將液體中大約99%的細(xì)菌、懸浮物、顆粒物等進(jìn)行過濾與隔離，確保水質(zhì)滿足使用需求。同時(shí)，超濾膜技術(shù)的使用成本較低，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，在經(jīng)濟(jì)方面也擁有較大的優(yōu)勢(shì)[1]。

2.3 超濾膜技術(shù)工藝種類

超濾膜技術(shù)一般分為短流程技術(shù)與雙膜處理技術(shù)。短流程技術(shù)是一項(xiàng)使用最為普遍的方式，可將膜處理與多道凈水技術(shù)相結(jié)合，但在使用中只能處理污染程度較低的水源，對(duì)于污染程度較高的水源難以完成過濾處理，但卻可以直接被投入使用，同時(shí)憑借其較短的處理流程，可縮短處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)無害無毒水源。而雙膜處理技術(shù)則是可通過超透膜與反滲透膜相結(jié)合，這種處理方式可被運(yùn)用于污染程度較高的水源，如工業(yè)廢水、化學(xué)廢水、重金屬?gòu)U水等，可通過雙重膜實(shí)現(xiàn)水資源的凈化，大大降低了水資源在運(yùn)輸與處理過程中人力、物力等方面的消耗，使用效益較高。

3 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中應(yīng)用的意義

就目前情況來看，水資源短缺現(xiàn)象仍舊十分嚴(yán)重，很多污水處理企業(yè)的處理能力不足，處理效率難以保證，且很多水中的懸浮物都難以被去掉，難以滿足群眾日常用水需求。同時(shí)，很多城市在環(huán)境工程水處理中，還會(huì)運(yùn)用消毒劑去除微小雜質(zhì)，還會(huì)提升產(chǎn)生二次污染的概率，因此，就應(yīng)采用超濾膜技術(shù)，通過先進(jìn)手段促進(jìn)環(huán)境工程水處理效果的提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中細(xì)菌與病毒的完全截留，從而得到更穩(wěn)定的水質(zhì)，還可以改變傳統(tǒng)污水處理模式，促使水源處理集約化，滿足群眾用水需求。

4 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用難點(diǎn)

超濾膜技術(shù)在運(yùn)用中，應(yīng)考慮到多方面因素。污水中含有的小分子細(xì)菌在過濾中會(huì)被吸附在膜表面，從而影響到水處理效果，且會(huì)出現(xiàn)污染的情況，加劇水污染影響，其次，在能耗方面，這項(xiàng)技術(shù)需要借助一定的能源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且還會(huì)出現(xiàn)能耗方面的問題，為此應(yīng)考慮水處理的實(shí)際情況與相關(guān)需求，選擇合理的配套設(shè)備，降低能耗情況。另外，超濾膜技術(shù)難以處理全部的水資源，例如，在處理飲用水時(shí)，如果水的硬度較軟，就難以將全部自來水轉(zhuǎn)化成純凈水，因此，還應(yīng)將超濾膜技術(shù)結(jié)合其他技術(shù)進(jìn)行搭配結(jié)合運(yùn)用，提升水源處理效果，強(qiáng)化水源的節(jié)約[2]。

5 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用途徑

5.1 電鍍廢水的處理

隨著我國(guó)工業(yè)化水平的上升，工廠的數(shù)量與種類也在上升，而工廠產(chǎn)生的工業(yè)廢水如果不經(jīng)過有效處理，就很容易影響到周邊地區(qū)，造成環(huán)境惡化。例如，電鍍廢水中由于金屬離子較多，如鋅、銅、鎳等，傳統(tǒng)處理中的電解法及化學(xué)處理等會(huì)引發(fā)二次污染情況，而電解法又擁有較高的使用成本，因此，可運(yùn)用超濾膜技術(shù)，有效將電鍍廢水中的重金屬離子進(jìn)行吸附，將高分子顆粒物質(zhì)截留，提升廢水的處理效率，降低其成本年投入，確保水源的處理與凈化效果，而這種金屬離子還可以在膜上進(jìn)行二次回收與利用，降低成本耗費(fèi)，還可以降低對(duì)環(huán)境的污染，因此，可取得較為良好的效果。

5.2 造紙污水的處理

造紙廠會(huì)產(chǎn)生較多的污水，其中會(huì)存在很多對(duì)人體及環(huán)境有危害的物質(zhì)，若缺乏科學(xué)合理的處理技術(shù)，將水直接排放到大氣環(huán)境中，將會(huì)造成較大的危害，為此就可在造紙污水處理中運(yùn)用超濾膜技術(shù)，該技術(shù)可以有效降低造紙污水中的污染物，如木素、漿液等，且還可以對(duì)其中的漂白成分及漿液等進(jìn)行回收，擁有比傳統(tǒng)處理方式更為高效的處理效果，還可以降低二次污染的情況。同時(shí)，運(yùn)用超濾膜技術(shù)還可以增加處理過程的安全性，凈化后的雜質(zhì)可通過化學(xué)方式改變其自身性質(zhì)，并繼續(xù)投入過濾中，降低對(duì)水環(huán)境的破壞與企業(yè)的投入成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的最大化利用[3]。

5.3 含油廢水的處理

含油廢水既包括工廠的排放，還包括群眾日常的生活飲食，特別是在餐飲企業(yè)中由于運(yùn)用大量的食用油，為此該類廢水中的含油量較高。當(dāng)前含油廢水的處理中，可根據(jù)含油量的多少進(jìn)行物理過濾，例如，可通過機(jī)械分離、攪拌等實(shí)現(xiàn)沉淀，并加入活性炭進(jìn)行吸附，雖然可以起到一定的效果，但如果面對(duì)含有乳化劑的油，則難以確保處理效果，為此就可以采用超濾膜技術(shù)，將含有乳化劑油的廢水進(jìn)行過濾，將高分子油性物質(zhì)進(jìn)行過濾，僅能讓水分子通過過濾膜，同時(shí)還可以通過超濾膜過濾其中的被氧化物質(zhì)及需氧量，從而更為有效地去除含油廢水中的有害物質(zhì)，提升處理效果。

5.4 日常用水的處理

臨床醫(yī)學(xué)研究表面，人體很多病癥，很大一部分與飲用的水有著直接關(guān)系，水的質(zhì)量直接影響著人們的身體健康。為此在飲用水凈化的過程中，可通過超濾膜技術(shù)，凈化掉水中的一些細(xì)菌、懸浮物等，確保凈化后水質(zhì)的安全性。凈化中可通過超濾膜的壓力差，在過濾掉有害物質(zhì)的同時(shí)，還可以將一些對(duì)人體有益的微量元素進(jìn)行保留，確保飲用水的質(zhì)量。而工作人員也應(yīng)注意在進(jìn)行飲用水凈化時(shí)，還應(yīng)將過濾膜及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行清理，并加強(qiáng)其組合工藝，進(jìn)一步提升水質(zhì)。此外，日常用水還包括生活污水，對(duì)于混合著生活垃圾與大量散油的污水，傳統(tǒng)的沉淀法、分離法很難去除干凈，為此可運(yùn)用超濾膜技術(shù)，將各項(xiàng)有害物質(zhì)殘留物進(jìn)行去除，提升水資源的凈化效果，降低對(duì)環(huán)境的影響。

5.5 淡化海水的處理

海水是難以直接進(jìn)行使用的，為此就需要對(duì)海水進(jìn)行淡化工作。傳統(tǒng)中的海水淡化工作一般包括多效蒸發(fā)技術(shù)、反滲透技術(shù)等，雖然這些技術(shù)相對(duì)比較成熟，但在實(shí)際使用中，卻還有著很多問題，如成本加高、殘留污染物等，為此就可在海水淡化過程中運(yùn)用超濾膜技術(shù)，有效控制水質(zhì)的反滲透，特別是對(duì)于高濃度的海水也可以進(jìn)行有效過濾，強(qiáng)化凈水效果，經(jīng)過超濾膜處理后的海水可滿足群眾使用需求，降低相關(guān)企業(yè)的成本投入[4]。

6 結(jié)語

總而言之，超濾膜技術(shù)相比于傳統(tǒng)處理技術(shù)在處理環(huán)境工程水時(shí)，可擁有更為高效、快捷且經(jīng)濟(jì)的使用效果。在運(yùn)用中應(yīng)注意使用能耗，降低成本投入，且該項(xiàng)技術(shù)在運(yùn)用中已經(jīng)可以在電鍍廢水處理、造紙污水處理、含油廢水處理、日常用水處理、淡化海水處理等多種方面發(fā)揮出較為優(yōu)良的效果，可降低傳統(tǒng)處理過程中的二次污染及污染物殘留等情況，處理效率也擁有長(zhǎng)足的提升，為此應(yīng)廣泛應(yīng)用超濾膜技術(shù)，滿足群眾的日常用水需求，強(qiáng)化水資源的合理分配。