超滤膜技术在环境工程水处理中应用

文/黄义成 天津临港胜科水务有限公司 天津 300452

超滤膜技术是环境工程中常用的一种水净化技术，能够隔离胶体物质和悬浮颗粒，同时可以有效去除水中的病毒和细菌等，从而起到水的净化作用。超滤膜技术的耗能低，而且操作简便、较高的分离效率，所以在水处理中有广泛的应用，特别是污水处理、工业废水等处理中应用更加广泛，本文将对其应用进行简要探讨。

1、超滤膜技术的概念

超滤膜技术的本质是微孔过滤膜，通过膜的分离作用而起到过滤杂质的目的。超滤膜主要依赖的是一种压力活性膜，通过外界的压力将水中分子量大的物质截留下来，分子量小的物质例如水分子就会透过膜微孔，因此就将水分子和杂质分离开来。目前较为常用的两种技术包括双膜处理以及短流程技术。当水污染程度较轻时可使用短流程技术，而污染程度较重时推荐应用双膜处理技术。超滤膜主要截留的分子量是500到50万，膜孔径为0.002-0.1微米[1]。除了去除水中的杂质外，超滤膜还可以去除病毒和细菌等有机物。大量的水经过超滤膜过滤后，在膜表面就会沉淀大量杂质从而形成凝胶层，降低了超滤膜的透水量，所以使用一段时间后要及时进行更换。

2、超滤膜技术的特点

2.1 具有较高的稳定性

超滤膜在水处理过程中的稳定性很高，主要体现在多种角度，首先最为突出的是较高的化学稳定性。该技术对于溶液环境的要求较为宽松，在碱性、酸性环境下都能够起到较好的水处理作用。除此之外在140℃以下的高温环境中[2]，通过超滤膜技术进行水处理也能起到良好的处理效果，而且能够加强杀菌作用，可以通过超高温的蒸汽进行杀菌消毒。

2.2 较高的杂质去除率

超滤膜所截留的分子量范围很大，能够满足去除水中杂质的需求，可以将大部分杂质去除掉。另外，可以去除大量的病毒和浮游生物等，经过研究显示，水中99.9%以上的杂质能够被清除。

2.3 处理过程中不发生相变

在水处理的过程中，超滤膜技术不会影响水的组成成分，在进行分离和纯化的过程中处于常温状态，因此热敏性的物质可以使用超滤膜技术进行处理，防止高温破坏活性物质，确保水中的营养成分。

3、超滤膜技术的应用

3.1 在饮用水净化中的应用

饮用水关系到人体生命安全，饮用水中频频出现水质问题，主要含有的污染物是病毒、真菌以及其他悬浮物等。通过超滤膜技术可以将水中的原生动物以及致病微生物有效去除，通过设置多级屏障逐级降低其中有毒有害物质的含量，同时配合混凝沉淀法处理，可以进一步实现纳米级颗粒的有效去除[3]，提高水资源的清洁度和安全系数。另外，超滤膜技术可以有效隔离饮用水和废水污染源，从而得到优质的饮用水。

3.2 在工业污水处理的应用

通过超滤膜技术可以净化工业污水，因此有广泛的应用，比如食品工业产生的废水中主要的污染物是乳糖、脂肪、酵母等，因此该工业的污水回收价值非常高，另外污水中的BOD和COD含量较多，如果直接排放到环境中会对环境产生污染，而且造成巨大的资源浪费。通过超滤膜技术不仅可以清除工业废水中的有害物质，而且可以回收利用具有较高价值的淀粉，脂肪，酵母等成分，所以不仅可以减少对环境的污染，而且能够提高资源的利用率。另外在造纸工业废水中含有大量的有害化学物质，因此必须进行污水处理和资源再利用，滤膜技术可以分离水中的纸屑和木浆等杂质，而且可以降低对环境的污染，并且进一步减少造纸的成本。

3.3 海水淡化的应用

海水淡化，由于补充淡水资源不足的问题，全球的海水占总水资源的95%以上，因此可以利用超滤膜技术进行海水淡化。目前海水淡化技术主要应用在电子科技以及医药行业方面，能够满足对纯水的大量需求。应用超滤膜技术处理海水就可以有效补充水资源，同时能够降低能源的消耗与技术成本，并且具有极高的脱盐率。超滤膜技术具有很高的分离和物化能力，所以进行海水淡化不仅可以提高水质，而且在此基础上使用反渗透技术能够提高反渗透膜的使用寿命，进一步降低纯水的生产成本。

3.4 电镀废水处理的应用

电镀废水的处理难度较大，和其他工业废水不同的是主要含有大量的重金属，而且有毒有害物质的比例很高，排放到环境中大大增加了环境污染的程度。通过超滤膜技术能够彻底清除重金属污染物，通过反渗透技术金属可以将其中90%以上的导电物质和有机碳去除[4]，可以进一步降低渗透膜的污染度，而且能够提高渗透膜的通能量，因此对于电镀废水的处理效果非常理想。

3.5 含油废水处理的应用

含油废水在工业废水中占有一定的比例，特别是石油化工领域更加常见。含油废水可以通过超滤膜技术进行处理，在处理前首先要确定所含油的状态，例如常见的油液状态包括乳化油、浮油等，不同的油液状态要通过不同的超滤膜技术处理[5]。一般而言，如果所含的尤为分散油和浮油，那么通过常见的分离技术就能达到油水分离的较好效果。如果所含的油为乳化有，那么要通过超滤膜技术合理设计毛孔径，实现油液的有效渗透。

经过实践研究发现，超滤膜技术在环境工程中具有广泛应用，主要在水处理方面有着突出的应用，范围包括饮用水、工业污水以及电镀污水、海水淡化等方面。通过超滤膜技术进行水处理，能使杂质去除的效率提高，而且操作非常简便，能够提高水的水质。需要注意的是，超滤膜技术对环境的要求很高，不能处理水体中的氨和氮等无机物，所以在实际应用中要根据水体的具体情况选择合适的净水技术，从而提高水处理的效果。