浅谈环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用

李锴炜　白凌风　朱陈佳　葛宇涛

【摘要】本文对超滤膜技术的原理和特点展开探讨，然后分析在环保工程水处理中超滤膜技术的应用

【关键词】环保工程；水处理；超滤膜技术；应用

一.前言

超滤膜的技术，是一种膜透分离技术，可以对溶液进行进行、离散和压缩，处于微滤与纳滤间。并且作为一个非常有效的屏障隔离胶体物质和悬浮颗粒，能够清除掉细菌、藻类、 病毒与水生物。此项技术跟以往的工程水工艺来相比较，有操作压力小、通量较大、能耗少、分离功效高、 能回收有效物质等优势，因此被广泛的应用到净化饮用水、淡化海水、处理纸浆废水与含油废水等环境工程的水处理中。

二.超滤膜的技术原理和特点

（一）基本原理

超滤简称 UF，是在压力功效下，少数低分子量的溶质和溶剂穿过膜上的微孔抵达膜另外一侧，其余乳化胶束团及高分子的溶质被扣留，使溶液可以进行真正的分离。扣留机理的关键是进行筛分作用，有时候膜外表的化学特征也会有扣留的功效。 超滤膜中被扣留下的分子量定义域是在 500-500000 上下，对应的 孔径大概 是0. 002-0. 1μm ， 操作时的静压差通常是0. 1-0. 5M Pa， 扣留下的分子的直径在0. 005-10μm之间。

（二）超滤膜的技术特点

1.可以有效清除水里的杂质， 处理后的水质超过运用传统方法过滤的水质。2.能完全清除或是消弱化学药剂运用， 防止受到二次污染。

3. 其技术系统可以自动化， 有较高的可靠性， 且系统中只配置了开启和关闭两档， 运行比较简单。

4. 化学稳固性好，耐水解、耐碱、耐酸的功能好，在各个领域内都能广泛使用。

5. 耐高温度能达到1400C， 能利用温度超高的蒸汽、环氧乙烷来消毒杀菌； 还可以在较宽广的PH 界限中、强碱、强酸及各种有机的溶剂要求下运用。

6.超滤膜技术的过渡精滤较高，可以把水中99. 99% 的悬浮物质、细菌和胶体等危险物质清除。

三. 超滤膜技术在水处理中的应用

（一）净化饮用水

就目前来说，我国的水污染问题越来越严重，新的问题不断的存在，比如说贾第虫、隐孢子虫、水蚤，红虫等这些新型病原微生物的出现，还有就是大量泛滥的水藻。因此利超滤膜技术来净化饮用水，可以直接解决上述两个问题，同时还能过滤掉对水中的病原微生物、水中杂质、有机物、微量元素等，如此的話，水质的需求就得到保证。

（二）淡化海水

对于目前淡水资源越来越紧缺的现象，在地球上丰富的海水自由便成为了解决淡水资源紧缺的一个方法，随着科技的发展和进步，科学家也进行了不断的努力，就现在来说，电渗技术就是一个很好的海水淡化技术，但是在回收水时效率极低，能耗非常的高，因此，出现了反渗技术，这是一项重大的技术突破和改革，不但能耗低，而且成本非常的低廉，具有非常可观的脱盐率。随着反渗技术的发展，超滤膜技术也获得了飞速的发展，该技术其本身强大的物化性能和分离性能，被广泛的应用于海水淡化。

（三）用在处理造纸废水方面

采用超滤膜技术来处理造纸废水，能浓缩和回收其成分，然后把这些处理过的水又重新运用到造纸工艺中。该项技术主要针对回收附加产品，综合的利用木素；浓缩了造纸剩下浆液；把废液中的有害物质剔除。按照膜使用的差异来采用用超滤法处理造纸产生的硫化化机浆（SCMP）废水，其产生的结果也是不相同；分子量为2000u的聚醚砜（PES200）膜处理造纸硫化化机浆（SCMP）废水，清洗滤过膜后滤过量可达到 98%；用直径为0.8μm微滤 （MF ） 与50nm超滤（UF ）无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行处理时，在温度为15℃、压力为0.1MPa 的操作条件下，0.8μm膜对COD（废水中能被强氧化剂氧化的物质）的有效率过率为30%～45%，50nm 膜对COD（废水中能被强氧化剂氧化的物质）的有效率过率为 55%～70%。

（四）含油废水的处理

含油的废水通常有飘浮在水面上的浮油，混合在水里边的散油，还有的油含有乳化剂。一般处理浮油和分散油的话可以利用机器把油水分离，采用凝聚沉淀活性炭吸附等技术处理，油分就能降到最低。但是如果乳化油中含有表面活性剂和起有机物，那么就一般的方法是起不了作用的，可以采用超滤膜技术来进行分离，水和低分子有机物透过膜，把油去除，同时把废水中能被强氧化剂氧化的物质COD 和生化需氧量BOD去掉。针对油田废水处理，可以采用先进的高效衡压浅层气浮技术和中空纤维膜分离技术来进行。

（五）对电镀废水进行处理

用在电镀工业中的水是相当大的，因此也产生了很多的废水。因为电镀工业的特殊性，因此该废水中含有很多毒性很强的重金属离子和子氰化物，严重危害到人体、动物和农作物，所以，必须有效的处理这些电镀废水。电镀废水中的离子很难被微生物吸收，可生化性较小。运用超滤膜和反渗膜连用技术来处理这些电镀废水，对电镀废水中的87%的总有机碳、99.8%的镍、95%的硝酸盐以及97%的导电率都能够有效去除，并有效降低渗透膜的污染，把渗透膜30%～50%的通能量进行提升，降低了电镀废水对环境的污染。

（六）城市污水回用

城市污水也是重要的水来源，国外的人早已将超滤膜滤水法应用于城市污水回收利用，我国的水污染日渐严重，把超滤膜技术用于城市污水回收利用，正引起了人们的关注。同时用CASS和超滤膜技术处理生活污水，水力作用时间12h， CODCr （重铬酸盐指数 ）浓度在215～677mg/L 之间时，该组合工艺滤水量CODCr （重铬酸盐指数）的稳定在 30mg/L 左右；当 NH3-N（废水中氨氮含量指标）浓度为22.2～41.2mg/L 时，滤过水中 NH3-N（废水中氨氮含量指标）最低可达 0.2mg/L，滤过率达到 90%以上，滤过水 pH 值在 7.26～7.89之间，滤过水浊度小于 0.5，出滤过水水质符合回用水标准，可直接回用。

五. 超滤膜技术在环保工程水处理中的问题

（一）超滤膜的应用受到了膜污染问题的严重影响。吸附污染、沉淀污染以及生物污染等这些都是超滤膜的污染，通常采用合理选用膜组件、进行膜面的预处理等方法来控制超滤膜污染，因此，想要对膜污染进行延缓，就要对超滤膜系统的处理能力进行不断的提升，这样才能降低运行中的使用费用。

（二）不论什么样的超滤膜都要运用压力来进行驱动。

（三）膜技术和其他技术联用的水处理方法相对缺乏，因此对膜技术的发展起到了制约作用。

（四）在农村饮用水的处理过程中，缺乏相应的理论支撑，因此无法没有在农村得到广泛的应用。

六.结束语

总之，由于超滤膜技术具有良好的分离性能和物化性能，被广泛的应用到环保工程水处理过程当中，随着科学技术的不断进步和发展，其应用范围和发展前景变得越来越广阔，并且效果越来越显著，给环境工程用水提供了有效的保障。

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