環(huán)保工程水處理過程中超濾膜技術(shù)運用探討

褚淑燕，寇常蘭

（濰坊市生態(tài)環(huán)境局諸城分局，山東 諸城 262200）

我國有豐富的水資源儲備，但由于人口基數(shù)龐大等問題，人均可用水資源比較短缺，在工業(yè)污染、生活污染的雙重作用下，水資源匱乏的問題越來越嚴重，這顯然與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標存在一定沖突。在這種情況下，加強環(huán)保工程水處理工作，發(fā)揮各種先進技術(shù)的積極作用，保證水資源的整體水平，顯然具有一定的現(xiàn)實意義。

1 超濾膜技術(shù)概述

在中國特色社會主義現(xiàn)代化建設(shè)不斷取得新成果的今天，各種先進技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn)，保證了我國環(huán)保工程的整體發(fā)展水平，而超濾膜技術(shù)是其中比較具有代表性的先進技術(shù)之一。

1.1 超濾膜技術(shù)的概念

超濾膜技術(shù)是指借助特殊過濾材料對目標物質(zhì)進行深層次凈化和處理的技術(shù)，經(jīng)過一段時間的發(fā)展，其已經(jīng)開始在凈水廠等場所發(fā)揮重要作用。利用超濾膜技術(shù)進行水處理，能夠有效降低水資源處理成本，并能從根本上提升水資源處理效果，滿足不同類型的廢水處理需求[1]。比如在一部分自來水處理廠中，其原水包含大量的藻類，傳統(tǒng)的凈化技術(shù)很難保證此類原水的處理效果，而將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于處理過程中，則能夠提升凈水作業(yè)的效果和有效率，具有不可忽視的應(yīng)用價值。

1.2 超濾膜工藝技術(shù)的基本特征

與其他水處理技術(shù)相比，超濾膜技術(shù)本身具有一定的優(yōu)勢特征:①超濾膜技術(shù)對水處理環(huán)境沒有太高要求，能夠在不同溫度條件下穩(wěn)定發(fā)揮作用，且不需要復(fù)雜的輔助設(shè)備，因而降低了操作的難度和系統(tǒng)的復(fù)雜性。②超濾膜技術(shù)具有過濾大分子物質(zhì)的能力，實用價值非常突出。③超濾膜技術(shù)的應(yīng)用，解決了不同類型廢水的處理難題，在不添加混凝劑等材料的基礎(chǔ)上，可以有效完成對菌類以及大分子物質(zhì)的過濾與提純，且凈化率較高。④超濾膜技術(shù)能夠降低凈化成本，對環(huán)保工程中水處理事業(yè)的發(fā)展具有一定的積極作用。

1.3 超濾膜工藝技術(shù)的發(fā)展形勢

目前，超濾膜技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而高端產(chǎn)品絕大多數(shù)都是在高技術(shù)產(chǎn)業(yè)或大型工業(yè)產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用，保證了工業(yè)廢水的處理效果，提升了循環(huán)處理的綜合效益，但是其民用情況并不盡如人意，技術(shù)標準不成熟、產(chǎn)品分類不清晰的問題并不少見，在今后的發(fā)展中，超濾膜技術(shù)必將朝著更加成熟的方向發(fā)展。膜材料與設(shè)備超濾作為一種新型過濾分離裝置，具有高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟等優(yōu)點，已經(jīng)成為廢水處理領(lǐng)域研究熱點之一。我國目前超濾工藝尚處于起步階段，如何利用先進的膜材料實現(xiàn)廢水處理的高效穩(wěn)定運行是未來超純水市場發(fā)展的重要課題。

1.4 常見過濾設(shè)備的控制操作

基于超濾膜技術(shù)的過濾凈水設(shè)備普遍具有自動控制的功能，工作人員可以在參考傳感器檢測數(shù)據(jù)、原水特性的基礎(chǔ)上，通過遠程系統(tǒng)設(shè)定程序使之自動運行，以保證超濾膜技術(shù)的應(yīng)用效果。除此之外，還需要根據(jù)過濾凈水設(shè)備的運行情況、具體參數(shù)等做好監(jiān)測工作，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行時出現(xiàn)的問題，確保設(shè)備能夠正常發(fā)揮作用。另外，在手動控制的情況下，基于超濾膜技術(shù)的凈水過濾設(shè)備中的報警裝置將會自動運行，其能夠?qū)Ω叩鸵何弧⒃O(shè)備故障、低流量和高低壓等異常情況進行報警，此時工作人員即可盡快停止操作并尋找其中的問題，解決報警信號并確定設(shè)備處于正常運行狀態(tài)，以保證凈水處理效果[2]。

2 環(huán)保工程水處理過程中超濾膜技術(shù)的運用

2.1 應(yīng)用于生活廢水處理

中國特色社會主義市場經(jīng)濟的高度發(fā)展，使人民群眾的生活質(zhì)量得到了提升，而生活廢水的成分也隨之變得更加復(fù)雜、數(shù)量也不在斷增加，這對原有廢水處理技術(shù)帶來了一定的挑戰(zhàn)。目前，生活廢水中往往含有大量有機物，如果不對其進行妥善處理就直接排放，很可能導(dǎo)致水資源污染和浪費等一系列問題，因此有關(guān)部門在開展環(huán)保工程水處理工作的過程中，務(wù)必要充分認識到生活污水處理的重要性，并發(fā)揮超濾膜技術(shù)等先進技術(shù)的優(yōu)勢作用，提升生活污水的處理效率及有效性。從實際應(yīng)用情況看，將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于生活廢水處理，能夠有效提升廢水處理效果，經(jīng)其處理后的生活廢水也可以在城市綠化、消防等行業(yè)中發(fā)揮重要作用，并解決傳統(tǒng)水處理技術(shù)存在的問題，使中水得到充分利用，完全符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標，應(yīng)用前景十分廣闊[3]。

2.2 應(yīng)用于電鍍廢水處理

電鍍行業(yè)是比較具有代表性的高污染行業(yè)，具有耗能高、污染重等特征，與其他制造業(yè)相比，電鍍行業(yè)對水資源的需求量非常大，其產(chǎn)生的廢水具有成分復(fù)雜、重金屬含量高的特點，Ni、Cu、Cd等元素十分常見且難以處理，如果不能保證電鍍廢水的處理效果，則周邊的水環(huán)境和土壤環(huán)境都會受到不可估量的負面影響，這些重金屬最終都會富集到人體當中，對人民群眾的身體健康造成嚴重危害。從目前看，我國的電鍍廢水處理模式已經(jīng)比較成熟，借助電解法、生物法等技術(shù)手段保證了電鍍廢水的處理效果，但是在廢水處理標準不斷提升的情況下，傳統(tǒng)的處理技術(shù)已經(jīng)不再具有先進性，處理后的廢水指標不能滿足排放標準，這既影響了環(huán)保工程水處理效果，也不利于電鍍行業(yè)的長遠發(fā)展。而利用超濾膜技術(shù)處理電鍍廢水，可以將電鍍廢水中的大量重金屬污染物過濾出去，有效提升了電鍍廢水的處理效果。從實際應(yīng)用情況看，將反滲透技術(shù)和超濾膜技術(shù)相結(jié)合，能夠進一步降低廢水中的重金屬含量，對提升電鍍行業(yè)的發(fā)展質(zhì)量及水環(huán)境保護水平具有一定的積極作用[4]。

2.3 應(yīng)用于飲用水的凈化處理

相比于工業(yè)廢水等，飲用水凈化處理標準非常高，是否能夠保證飲用水的凈化處理效果，直接決定著人民群眾的健康水平，在飲用水處理不達標的情況下，其所造成的社會負面影響不堪設(shè)想。因此在環(huán)保工程水處理工作中，有關(guān)部門必須要充分認識到對飲用水進行強化處理的必要性，建立健全相關(guān)處理標準，保證飲用水的健康安全。但是從實際情況來看，自然界的水普遍含有大量的泥沙、細菌以及懸浮物和一定量的礦物質(zhì)，借助高密度超濾膜技術(shù)進行水資源處理，可能會導(dǎo)致其中含有的礦物質(zhì)流失，反而不利于人民群眾的身體健康，這顯然不符合我國飲用水處理的基本要求。所以在借助超濾膜技術(shù)進行飲用水處理的過程中，必須要考慮水體中微量元素的保留方法，在過濾大直徑雜質(zhì)的同時將礦物質(zhì)保留下來，使之符合長期飲用的標準。從目前看，有一部分技術(shù)團隊已經(jīng)提出了根據(jù)礦物質(zhì)的成分特征合理選定超濾膜密度的思路，在未來的發(fā)展中，可沿此技術(shù)路線進行深入研究。特別需要提到的是，超濾膜技術(shù)在飲用水凈化中的應(yīng)用，保證了水處理的經(jīng)濟性和有效性，工作人員可通過定期清理管道雜質(zhì)的方式避免管道淤積問題，保證了飲用水凈化處理的有效性。

2.4 應(yīng)用于電廠鍋爐補給水

在黨和政府的正確領(lǐng)導(dǎo)下，我國電力行業(yè)取得了前所未有的發(fā)展成果，各種先進發(fā)電技術(shù)紛紛涌現(xiàn)并發(fā)揮了積極作用，但是由于技術(shù)體系成熟、運行成本低等原因，熱力發(fā)電仍然占據(jù)著發(fā)電技術(shù)的主導(dǎo)地位，通過鍋爐加熱的方式產(chǎn)生水蒸氣并帶動汽輪機發(fā)電的技術(shù)手段，仍然在許多地區(qū)發(fā)揮著不可替代的重要作用[5]。在這個過程中，鍋爐水的質(zhì)量直接影響著鍋爐設(shè)備的使用壽命和運行效率，在水體硬度比較高的情況下，鍋爐設(shè)備中會不斷堆積各種各樣的金屬化合物質(zhì)結(jié)晶，久而久之鍋爐設(shè)備將會出現(xiàn)受熱不均勻或開裂爆炸等問題，這顯然不符合熱力發(fā)電持續(xù)發(fā)展的要求。因此，工作人員必須要采取水處理技術(shù)對鍋爐用水進行處理，為其供應(yīng)高純水，延長鍋爐設(shè)備的使用壽命。超濾膜技術(shù)在這個過程中無疑能夠發(fā)揮一定的積極作用，借助超濾膜技術(shù)對補給用水中的金屬物質(zhì)進行過濾、降低水體硬度，是保證鍋爐長期穩(wěn)定使用、降低安全隱患的必然選擇。特別需要提到的是，為確保超濾膜技術(shù)的應(yīng)用效果，熱力發(fā)電企業(yè)應(yīng)優(yōu)化鍋爐用水的處理流程，在利用石灰等材料進行初級處理的基礎(chǔ)上，再利用超濾膜設(shè)備、反滲透設(shè)備等對其進行二次處理，才能夠有效去除其中的金屬物質(zhì)，達到水處理目標。

2.5 含油廢水處理中的應(yīng)用

環(huán)保工程水處理工作包括多方面內(nèi)容，而含油廢水處理無疑是其中最重要的內(nèi)容之一。一般來說，含油廢水中的油可以分成乳化油與分散油兩種形式，其主要來源于人民群眾的生產(chǎn)生活，處理難度比較大。其中，分散油更是很難通過傳統(tǒng)的活性炭吸附、機械分離等手段進行處理，而乳化油是一種油和水相互結(jié)合的物質(zhì)，同樣很難通過過去的技術(shù)進行去除。在這種情況下，發(fā)揮超濾膜技術(shù)的優(yōu)勢作用，對其中的大分子物質(zhì)進行過濾，是解決問題的必然選擇。從實際情況看，超濾膜技術(shù)確實解決了傳統(tǒng)水處理技術(shù)中存在的問題，未來的應(yīng)用前景十分廣闊。

2.6 城市污水處理中的應(yīng)用

城市化進程的不斷推進，讓越來越多的農(nóng)村人口轉(zhuǎn)移到城市地區(qū)居住生活，也使城市周邊的工業(yè)園區(qū)形成了集聚效應(yīng)，這在一定程度上促進了我國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，同時也導(dǎo)致了城市地區(qū)的嚴重水污染問題。在這個過程中，生活污水與工業(yè)廢水排放量不斷增加，水資源的浪費問題愈演愈烈，這讓本就不充足的水資源更加捉襟見肘，與我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標有一定的沖突。在這種情況下，提升城市污水處理效果勢在必行，借助超濾膜技術(shù)對城市污水進行過濾，去除其中的有毒有害物質(zhì)，使之能夠在設(shè)備清洗與綠化澆灌等方面發(fā)揮作用，是未來工作的重要方向。同時，有關(guān)部門要充分認識到超濾膜技術(shù)的應(yīng)用價值，并結(jié)合本地區(qū)的工業(yè)建設(shè)情況、水資源污染問題等，加大投資力度，構(gòu)建先進的超濾膜基礎(chǔ)設(shè)施與凈化設(shè)備，從而使大量城市污水得到妥善處理[6]。

2.7 海水處理中的應(yīng)用

我國的淡水資源十分短缺，但是海水資源的儲量比較可觀，利用各種先進技術(shù)手段對海水進行處理，是未來發(fā)展的必然選擇。在過去的很長一段時間里，電滲技術(shù)是我國主要的海水淡化技術(shù)，其確實發(fā)揮了一定的有益作用，但是處理后的海水仍然含有一定的金屬離子和污染物，達不到預(yù)期的使用要求，同時其還具有使用成本略高的問題，想要大規(guī)模推廣還有一定難度。而借助超濾膜技術(shù)進行海水淡化，無疑能夠在避免水資源浪費的基礎(chǔ)上保證脫鹽處理的有效性，完全符合環(huán)保工程水處理工作的要求，也有利于解決淡水資源緊缺等社會發(fā)展中面臨的一系列難題。因此超濾膜技術(shù)應(yīng)用于海水淡化有著廣闊的前景和良好的發(fā)展前景，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅饾u擴大到海水淡化以及其他需要高效能膜材的領(lǐng)域，包括：海水淡化、海水淡化站及海水淡化設(shè)施的設(shè)計、建設(shè)、運營維護，海水淡化過程中的水質(zhì)監(jiān)測與控制，海水淡化工程的技術(shù)改造及新建項目，海水淡化工程設(shè)計及咨詢等。

2.8 造紙污水處理中的應(yīng)用

造紙企業(yè)的生產(chǎn)流程比較復(fù)雜，其中洗漿、制漿、漂白以及抄造等環(huán)節(jié)都需要大量的水資源，其形成的廢水具有pH值較高、化學(xué)藥物成分濃度高、纖維素成分含量高的特點，通過傳統(tǒng)的水處理技術(shù)很難保證處理效果。而將超濾膜技術(shù)運用到造紙廠污水處理工作中，則能夠解決上述問題，能夠使廢水中的木素和半纖維素得到有效回收并投入再利用，其中的化學(xué)藥品也能夠得到妥善處理。從實際應(yīng)用情況看，經(jīng)超濾膜技術(shù)處理后的污水普遍具有色度降低、有機物成分減少的特征，符合水處理工作的要求。在今后的發(fā)展中，應(yīng)進一步加強針對造紙行業(yè)污水處理情況的監(jiān)督管理，確保超濾膜技術(shù)能夠發(fā)揮出其應(yīng)有的價值。

2.9 制革廢水處理中的應(yīng)用

超濾膜技術(shù)作為一種高新技術(shù),具有分離效率高、設(shè)備簡單、操作方便、無相變和節(jié)約能源等特點,使其在制革廢水處理方面的應(yīng)用具有很大的潛力。經(jīng)超濾膜技術(shù)處理的制革廢水中絕大部分物質(zhì)可被回收和再利用，這將意味著在保護環(huán)境的同時,還可為生產(chǎn)單位節(jié)約成本,直接創(chuàng)造經(jīng)濟效益。近幾年，超濾膜技術(shù)頻繁出現(xiàn)在毛革加工行業(yè)的污水處理中。例如北京泛博公司和桐鄉(xiāng)市新時代皮草有限公司在《細雜皮清潔生產(chǎn)集成技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化》項目的研究中，成功將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于毛皮加工廢液循環(huán)利用技術(shù)中，實現(xiàn)了大部分染色廢液的循環(huán)再利用。

3 結(jié)語

環(huán)境保護是新時期各行各業(yè)的發(fā)展方向，加強環(huán)保工程水處理工作，降低水體污染程度、避免水資源浪費，是未來工作的重中之重。超濾膜技術(shù)是新時期比較具有代表性的先進技術(shù)之一，該技術(shù)能夠在生活污水處理、城市污水處理、鍋爐用水處理、海水淡化處理等方面發(fā)揮不可替代的積極作用。在未來的工作中，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合超濾膜技術(shù)的原理，不斷探索其應(yīng)用方向，為提升我國環(huán)保工程水處理工作質(zhì)量做出努力。