超滤膜技术在水处理中的应用研究进展

段一凡

河南师范大学生命科学学院，河南 新乡 453007



超滤膜技术在水处理中的应用研究进展

段一凡

河南师范大学生命科学学院，河南 新乡 453007

膜技术是21世纪水处理的关键技术，在水处理中取得了广泛应用进展。本文分别从饮用水处理、废水处理以及海水淡化等方面阐述了超滤膜分离技术的应用，并指出超滤膜技术存在的问题及应用前景。

超滤膜；分离技术；水处理；应用

一、超滤膜的概述

超滤膜技术是利用膜的透过性能，在静压差的推动力作用下，能够把溶液进行过滤、净化、分离、浓缩，从而达到分离离子、分子及某种微粒目的的膜分离技术。超滤膜的孔径为1nm-0.05μm，其所分离的组分直径为5-10nm，可分离相对分子质量大于500的大分子和胶体。

二、饮用水的处理

随着我国水污染问题的日趋恶化，水中出现了更多新型的病原微生物，水藻泛滥，污染加剧。超滤膜技术可以有效地过滤水中的细菌、原生动物和藻类等，对于水中的氨氮、有机污染物，病原微生物、浊度等也有很好的处理效果，能避免处理后的水源受自然环境、生活用水排放、管道泄漏所造成的二次污染，快速的达到饮用水标准。

三、废水的处理

(一)工业废水的处理

随着经济的迅猛发展，城市化进程的不断加快，我国的工业发展也已步入了新阶段。新时期下的环境污染问题不断突出，工业废水大量增加。目前我国各主要江河湖泊都不同程度地被污染，自然的净化能力已远远不能应对。在众多的废水处理方法中，膜分离是最具有竞有竞争力且前景广阔的方法，实用性好，使用安全方便。超滤膜技术能除去废水中的污染物，在过滤之后，水质变好，还可以重复利用，且占地面积小，设备投资少，能充分处理废水。对于过滤出的工业废物，还可以加以重复利用，整个过程经济、高效，减少了企业成本支出，避免了废水对环境、生活用水造成的污染。

(二)生活污水处理

生活污水的排放是造成水源水质持续恶化的重要因素，在水资源短缺的北方城市，生活污水的回收利用越来越受到重视。利用超滤膜技术，可除去普通生化处理过程中无法去除的微细颗粒，实现生活污水的回收。研究表明，将CASS与超滤膜技术组合能高效净化生活污水，污染物去除率高达90%，处理后的生活污水能够直接回收利用[1]。

(三)含油废水的处理

含油废水包括工业含油废水和生活含油废水，其中生活含油废水主要从人们日常生活做菜做饭的过程中产生，人们所吃的食物中含有大量油质，从而导致产生的污水中也含有油质。含油废水一般分为三种类型，一是浮油，油漂浮在水面上，二是混合散油，油与水混合在水中，三是含有乳化剂的乳化油。不同形式需要进行不同处理。前两种形式的油质污水相对容易处理，采用沉淀、物理过滤或活性炭吸附的方式即可实现水处理。但含有乳化剂的油，通过简单的过滤或吸附处理无法达到处理标准，因此必须采用高效的超滤膜处理技术。在一定压力作用下，水和小分子透过膜，油性大分子则被膜截留，同时可对水中易被氧化的物质及生化需氧量进行处理，进而高效除去含有乳化剂的油质污水，实现油水分离。

(四)造纸污水的处理

造纸产生的污水一直以来都是难处理的工业废水之一，成分复杂，水质变化大，有害物质多，若净化不当，极易造成严重的生态环境污染。超滤膜技术为治理造纸污水提供了新方法。在利用超滤膜技术对造纸废水进行处理时，处理后的木浆、浆液等副产品可以回收，实现了产品的循环利用，节约了资源。此外，超滤膜技术可净化废水中的有毒物质，达到对废水的回收利用，切实提高了造纸污水处理的效率。

(五)电镀废水的处理

作为当今全球三大污染工业之一的电镀工业，其排出的废水所含有毒物质种类多，危害大，包含有各种金属离子、酸类和碱类物质。其中氰化物、六价铬、镍、铜、锌、镉都具有很强的毒性，甚至有些存在致癌的危险，对人、畜、庄稼都会造成严重的危害。电镀废水中的金属离子难以被微生物所吸收，目前处理电镀废水的工艺技术中，氢氧化物沉淀法成本低、原料来源广，但出水PH值高，污泥量大。电解法操作简便、节约原料、无二次污染，但耗水量大，设备维护复杂。而利用膜分离法，可实现废水回用和重金属的微排放或零排放，净化分离率高，无二次污染，维护管理简单，耗能低，且能回收重金属，有良好的应用前景。

(六)食品行业废水处理

在食品工业中超滤技术应用广泛，在大豆、饮料、牛乳、醋、酵母、豆腐、肉类等加工过程中，形成的废水中大部分是具有回收价值的产品和副产品，且废水是高浓度的有机废水，BOD5和CODCr高，水质恶劣，直接排放会对环境造成污染[2]。用一般沉降法难以有效处理，且无法回收其中有价值的营养物质，用超滤法可以实现有机物质的回收利用又达到净化废水的目的。

四、海水淡化处理

海水始终是重要的水资源，在淡水资源缺乏的今天，海水淡化是解决水资源缺乏的重要途径之一。近年来随着超滤膜技术的发展，该技术也逐渐应用于海水的处理淡化上，海水超滤作为预处理工艺，处理效率高、出水水质好，超滤预处理系统的出水SDI15值在1.5-2.0之间，远低于常规与处理方法中的出水SDI15值，且稳定性好，可以确保反渗透系统在高通量和高截留率下工作，从而提高海水淡化效率，已在海水淡化领域得到广泛使用[3]。

五、展望

超滤膜技术近年来在环境工程水处理方面已成为了研究热点，在传统的分离领域已经得到了广泛应用，对水处理的质量上有了较大提升，对污水等的处理效果也明显高于传统的工艺，但在实际应用中，应该采取更有效地方法减少膜的污染。目前，性能优越材料的选择和研究，超滤装置的优化设计和大规模生产，高耐污染性能超滤膜的开发和应用是今后膜研究的侧重点。在运用超滤膜技术的同时，结合反渗透技术、化学絮凝、沉淀工艺等技术能更好的提高环境工程水处理的综合效果。作为21世纪最重要的水处理技术，超滤膜技术在环境工程水处理行业中有着非常广阔的应用前景。

[1]郑东梅.环境工程水处理中超滤膜技术应用[J].资源节约与环保，2014(12)：31-33.

[2]蔡肖邦.食品工业废水的膜法处理与回用技术[J].食品与发酵工业，2005，31(10)：102-106.

[3]严冬侠.海水淡化系统中超滤膜性能的研究[D].杭州：浙江工业大学，2006.

段一凡(1996-)，女，汉族，河南濮阳人，河南师范大学生命科学学院，2014级生物技术专业本科生。

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