超滤膜技术在环境工程水处理中的运用研究

谭子聪

摘 要 近年来，水环境问题日渐严峻，以往传统的水污染处理技术不再适宜，不仅成本高且处理效率低。加之水污染程度增加，水中所含的有害物质成份变得更加复杂，漂白、净化等方式并不能彻底清除有害物质，处理后的水资源无法直接在工业生产和生活领域中进行使用，而超滤膜技术能够很好地解决上述问题，不仅能够高效分离水分子和有害物质，还能确保处理后的水质达标。

关键词 超滤膜技术 水处理 环境工程 自动化

中图分类号：X50 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）07-0037-02

伴随着城市现代化发展，我国水环境问题日益严重，一些有毒有害物物质很难完全过滤，给人们生活带来了健康隐患，而超滤膜技术能够有效解决上述问题，其在环境工程水处理领域中应用非常广泛，有助于水处理效率的提升，对生活环境影响较大。超滤膜技术是一类介于微滤和纳滤之间的膜分离技术，能够对溶液进行有效的分离和净化。超滤膜时通过胶体物质和悬浮颗粒形成的屏障，能够将水中的细菌、藻类、两虫及水生生物去除，从而达到净化目的[1]。超滤膜技术与普通技术相比，具有耗能小、分离率高、有用物质可回收等优势，在环境工程水处理中应用具有较强的现实意义。

1 超滤膜技术的原理及特点

1.1 技术原理

超滤膜技术作为一种极为常用的膜分离技术，主要是通过过滤膜对水中的杂质、有害物质进行过滤，在环境工程水处理中应用非常普遍。其技术原理是在受到压力时，溶液中小分子量溶質可以从过滤膜的微孔穿过，从而进入到膜的另一边，而大分子溶质、有害物质等则被超滤膜阻挡而无法通过，以此来达到净化水的目的。通常情况下，分子量在500～500000，分子直径在0.002μm～0.1μm区间的被截取，在截留时将会产生0.1MPa～0.5MPa的静压差[2]。超滤后，净化水量多且具有较强的安全性。总之，超滤膜技术杂质过滤性良好，还能全面过滤有害物质、藻类物质等，具有广泛的应用价值。

1.2 技术特点

随着现代科技的不断发展，超滤膜技术不断完善，尤其是在环境工程水处理中应用愈发成熟，其自身优势逐渐显露，主要表现在以下几方面：

1.2.1自动化程度高

超滤膜技术原理非常简单，运行过程具备自动化条件，无需在运行和监控环节投入大量的人力，可节约劳动力，从而降低水处理成本，具有良好的经济效益。

1.2.2稳定性高

超滤膜具有较高的化学稳定性，可耐高温、耐酸、耐碱，对水质要求不高，适用于不同的水质条件，通用性较强。

1.2.3环保性强

超滤膜技术属于物理方法，在进行水处理时无需添加化学药剂，安全性高，可有效避免二次污染水体，避免对周围生态环境环境造成污染。

1.2.4效率高

超滤膜技术可以处理大量水体，尤其是在污染小的城市饮用水处理中，其效率高，处理快。

2 超滤膜技术在环境工程水处理中的具体运用

随着社会经济的飞速发展，面临着巨大的发展机遇，但同时水污染问题也日渐严峻，严重威胁着人们的健康。为有效解决水污染问题，推动环境工程高质量发展，在实践探索中超滤膜技术应运而生。因其具有诸多优势，故而被广泛应用于环境工程水处理中，具体应用主要有以下几方面：

2.1 海水淡化

作为不可再生资源，水资源伴随着生态环境的持续恶化而日渐缺少，为满足人们日常生活和生产作业的需求，海水淡化已成为水资源开发非常重要的方式。当前，电渗析技术是淡化海水最常用的处理方式，通过半透膜过滤法分离不同溶质粒子，并在电场作用下进行渗析。但是，该项技术不具备较高的回收率且成本高，广泛推广有一定难度。随着技术的发展，超滤膜技术在海水淡化中的应用效果受到了行业专家学者的认可。比如，针对高浊度海水，可以采用中空纤维超滤膜技术进行处理，对于COD去除率可达到60%，硅胶去除率高达89%[3]。总之，凭借着超滤膜技术优异的分离性能，进一步提高了海水淡化效率。

2.2 在含油废水处理中的应用

工业生产所排放的污水中有很多含油废水，这类废水中游行物质种类较多，如浮油、含乳化剂油、混合散油等。其中，最常见的含油废水是浮油和混合散油污水，在水处理上操作比较简单，污物分离截留较为容易，但是含乳化剂油废水处理难度系数大，常规的水处理技术无法保障处理后的水质达标，一般的过滤、吸附等处理很难分离乳化剂油，而通过超滤膜技术则能够很好地分离。运用超滤膜技术将乳化机油截留在膜的一侧，而废水中的水、小分子物质等则通过微孔进入到膜的另一侧，有效截留了大分子乳化剂油[4]。对于乳化剂油中易被氧化的小分子物质，在进行吸附消除时无法通过超滤膜截留，则可以向水中加入氧量，通过氧化将小分子物质转变为大分子物质，再通过超滤膜进行分离，从而实现对含乳化剂油废水进行全面净化的目的。

2.3 在生活污水处理中的应用

通常情况下，使用超滤膜技术处理生活污水时有两种情况：一种是水体污染程度不严重时，可以直接采用超滤膜进行处理;另一种是当水体污染程度比较严重时，就需要与膜生物反应器、活性污泥滤耦合、絮凝超滤耦合等技术进行联用。针对一般生活污水处理时，根据超滤设备的出水要求，出水量多设计为5.0m3/h[5]。经过管道对生活污水进行收集后，污水进入到预处理环节，在格栅井中较大颗粒和污物会被拦截，然后经污水泵至调节池，待停留一段时间后调节水量、均化水质，被均化后的污水将进入到生物反应池中，通过微生物作用对污水中的有机物进行降解处理，然后再进入到沉淀池进行泥水分离，污泥则被排入到泥浆池中，沉淀池中的污水经过机械过滤器过滤后，再进行超滤处理，处理后回用于化学水处理系统。

2.4 在造纸废水处理中的应用

一直以来，造纸业都属于重污染行业，加之造纸工艺繁琐，所产生废水中的成分也比较复杂，水处理难度较大，一旦出现处理不到位的情况就进行排放，必定会对环境造成严重污染，不利于生态平衡，也会危及人类身体健康。在以往传统的污水处理技术中，针对这类废水处理效果并不理想。但随着超滤膜技术的不断发展，为造纸行业废水处理带来了新的方向，通过超滤膜技术能够完全分离出废水中所含的浆液、木素等物质[6]。与传统技术不同的是，超滤膜过滤后，会对过滤物进行再次浓缩，可以重新收集分离出的浆液、木素等物质，进一步提高了利用率。此外，通过超滤膜技术还能够将废水中的有害物质直接去除掉。总之，超滤膜技术不仅提高了造纸废水的处理效果，提高了废水处理效率，同时还有利于资源利用率提升。所以，超滤膜技术在造纸业废水处理中应用非常适宜。

2.5 食品工业污水处理中的应用

在食品生产过程中会产生非常多的工业污水，且含有大量的细菌，如果不及时消除而直接排放，会对环境产生恶劣影响，从而对生态系统造成难以估量的损坏。不仅如此，在食品工业污水中含有大量的乳糖、酵母等物质，如果直接排出会浪费资源，可以对其进行合理的回收利用。超滤膜技术除菌效果强，在食品工业废水处理中应用该技术，能进一步推动我国食品工业污水处理水平的全面提升，有效清除掉污水中的杂质，分离出水中的BOD与COD，还能对可回收乳糖、淀粉等物质进行回收利用，从而为企业带来可观的经济收益。总之，超滤膜技术可以提高食品工业污水质量，避免了资源浪费，有助于食品行业稳定可持续发展。

2.6 电镀水处理

在电工行业中，所产生的废水量非常大，这些废水中还有大量的重金属，如铜、镍、六价铬等，具有较强的危害性，且可生化率非常低。在实际工作中，多采用铁氧化法电解法等进行处理，但是铁氧化法处理会导致大量污泥产生，还需要进一步对污泥进行处理，增加了操作成本。而电解法虽然在电废水处理中效果较好，但成本高，并不适宜大范围推广应用。而针对电镀水处理，采用超滤膜技术联合反渗透技术则能取得不錯的效果，可以有效去除电镀废水中的重金属、有机碳、硝酸盐等物质，同时通过超滤膜还能降低对渗透膜的污染，有利于提高使用年限。

3 结语

水质好坏与否会对人体健康造成直接影响，随着全民环保意识的提升，对水资源污染问题关注度日渐提升。水污染治理是一项长期且系统的工程，面对日渐严峻的水问题，加大治理力度远好过于亡羊补牢。而在环境工程水处理中，超滤膜技术应用取得了不错成效，且应用范围广泛。该项技术具有较高的安全性，可以避免对水体造成二次污染，有利于水质稳定。同时，超滤膜技术对水质条件要求不高，生产周期短，是传统水处理技术难以比拟的。总之，超滤膜技术作为一项非常重要的技术，其在城市污水、工业废水等处理以及有用物质回收等方面应用非常广泛，今后研究重点应侧重于更高效的超滤装置研究，并能根据水质特点采用相应的处理技术，真正提高出水质量。

参考文献：

[1] 雷高.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].生态环境与保护，2020，03（05）：56-57.

[2] 蒋晓松，许灿.反硝化滤池+浸没式超滤膜工艺在高标准污水处理厂提质改造中的设计应用[J].低碳世界，2019 （09）：38-39.

[3] 张维凤.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].电子工程学院学报，2020，09（04）：205.

[4] 褚成浩，张平.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用初探[J].城镇建设，2020 （03）：236.

[5] 赵伟伟.超滤膜技术在环境工程水处理中的运用探究[J].化工管理，2020，555（12）：153-154.

[6] 雷曙先.刍议超滤膜技术在环境工程水处理中的应用[J].低碳世界，2020，201（03）：24-25.