超滤膜技术在环境工程水处理中的实践探讨

张洪

（太原市政工程勘测设计院有限公司，山西太原 030012）

0 引言

社会生产水平高速增长，我国在环保领域所开展的工程量也在加大，通过超滤膜技术应用，才能从推动上推动水处理领域工作的进程。水资源对于社会发展占据着战略性的地位，但是目前世界上所能饮用的淡水资源比较少。这也意味着，需要运用相关技术来提高水处理的效率。

1 超滤膜技术在环境工程水处理原理和特征

伴随着膜技术的深入研究和不断推进，超滤膜的应用领域也在持续扩大，涉及多个方面。超滤膜本身就具备显著的分离性能与物化性能，这也使得其能够在环境工程水处理当中广泛进行使用。为保证在环境工程当中水质量能够符合现阶段安全用水的质量标准，必须选取超滤膜来净化水资源，达到减少水体中所含有的胶体物质，还有悬浮颗粒的目的。实践证明，该项技术在此领域中发挥的作用非常强大，促使供水行业所提供的水产品，其标准与国家用水规定相适应，确保环境工程用水质量。由此，我们也可对超滤膜的工作原理及其特点进行分析。

1.1 超滤膜技术在环境工程水处理原理

事实上，超滤膜技术在工作过程中所应用到的原理，即其是通过将溶剂和一些具有较低分子量的溶质，利用溶液本身具备的压力性能，通过其功能作用，透过超滤膜中的微孔继而游离到超滤膜的另一个位置。而剩下的一些分子量比较高的溶质则会被存留下来，才能便于将其分离出溶液。其保留高分子溶质的功能其实是即利用筛选作用来加以实现的，超滤膜技术中所囊括的分离性能主要涵盖对分子量的截留、其自身的截留率还有水通量，而其所拥有的物化性能也体现在超滤膜本身的耐化学药品功能、机械强度、耐热温度范围及其所适合应用的pH范围等。超滤膜技术是本身处在纳虑和微滤两者之间的分离、净化以及浓缩溶液的膜透过分离技术[1]。超滤膜所涉及的环保工程的水处理方面上，超滤膜技术所损耗的能源量比较低，不仅如此，其还具备低压力操作、通量较大和分离利率相对较高的优势。除此之外，超滤膜还可以有效提取溶液当中的可利用物质，因此这也促使其能够更加普遍运用到现阶段的环保工程水处理过程当中，最具代表性的有：实现饮用水的净化、海水淡化操作还有对食品工业污水进行回收处理等水处理方面，超滤膜技术设备如图1所示。

图1 超滤膜技术设备

1.2 超滤膜技术在环境工程水处理优势

（1）在去除杂质方面的效率比较高。将超滤膜技术有效运用到水处理过程中，其最基础的应用目标还有应用需求就是将水资源当中存在的各种各样的杂质去除掉。在相关领域，超滤膜技术在这其中呈现出比较明显的技术性能，通过超滤膜技术运用，其在过滤以后，水质获得了显著性的提高，杂质残留量明显降低。通常情况下而言，超滤膜技术所能达到的处理精度能够保持在99%以上，基本上能够将液体中所存留的悬浮物、细菌还有胶体去除等，使得其去除的精度达到理想中的状态。

（2）防止造成二次污染。相对于传统水处理技术的功能作用，超滤膜技术在应用过程中并不用额外去利用各种化学药剂来作为辅助手段，这种不需要结合外加剂就可以达到理想化的过滤效果，不仅能确保二次污染问题的有效解决，也是同时还能保证水质能够真正被应用[2]。

（3）超滤膜技术具有高度的稳定性能。从当前超滤膜技术在实际环节当中的应用情况来看，该技术在应用过程中的稳定性能也是比较突出的，相对来说，其表现在稳定性方面的优势也比较的多样化，例如在化学方面，稳定性相对明显，可在溶液环境处在酸性、碱性等情况下持续运行；并且将其运用到高温环境当中，其有效性也比较高，杀菌效果也比较理想化，优势突出。

2 超滤膜技术在环境工程水处理中的实践应用

2.1 电泳漆废水

在国外，超滤膜技术从70年代开始就大力推广应用，主要涉及的是与电泳涂漆行业。存在于废水当中的漆料占据了所采用的漆料总体数量的10%~50%。通过对超滤技术的使用，经过处理的电泳漆废水不能能够有效降低漆的损失，并且还能够回收和利用废水，此外，还能够进一步促使害无机盐穿透超滤膜，进而提升电泳漆的比电阻，并对漆液的组成进行控制和调节，确保电泳涂漆能够顺利稳定的运行。现阶段国内部分汽车生产厂家还有电泳漆行业也在深入应用超滤膜技术[3]。

例如在北京，有一家专门生产汽车的汽车厂，其原先所排放的电泳漆废水总量达到200m3/d，其工件所形成的漆液量达到19.13L/h，通过利用超滤膜技术方法进行适当的处理过后，促使电泳槽漆液自身的电阻率能够超过500Ω/cm，将电泳漆本身的固体含量保持在一个稳定的范围内，其对于电泳漆的截留率则维持在97%~98%，所降低的排水量为5m3/d，进而使得大批量的、补充的去离子水能够节省下来。

2.2 化纤、纺织工业废水

在与化纤行业相关的废水处理过程中，大部分种类的废水都能够利用超滤膜技术来进行回收处理。化纤染料所涉及的废水类型多种多样，并且其构成成分也相对复杂。主要包含有色废水、有机废水还有有毛废水。有色废水中存在盐和有机物以及包含铜、铅、铬、锰、汞等阳离子。有机废水则含有微酸、微碱和硫等。化纤染料的废水处理总量比较大，含有较高的浓度、色度，并且毒性也比较大，是工业废水种类当中处理难度非常大的一类[4]。此外，洗毛废水也是目前纺织工业当中污染情况比较严重的废水之一，洗毛废水主要构成成分有油脂、悬浮物还有合成洗涤剂，在这些成分当中，占主要成分的污染物则是羊毛脂。在日用化工还有医药相关行业当中，羊毛脂是应用非常普遍的原料之一，并且其还作为防腐剂和润滑剂进行使用，所具备的经济价值比较大。实际上，目前所应用于羊毛脂回收利用的技术方法，其回收的效率并不高，通过超滤膜技术的应用，促使洗毛废水在回收和处理上取得了良好的成效。现阶段国内大部分的毛纺厂还有洗毛厂都在利用超滤膜技术开进行洗毛废水的处理，这个处理的过程主要囊括4个系统，即预处理、超滤浓缩、离心分离和水回用，相较于传统形式的离心工艺，其能够亮羊毛脂回收提升到1~2倍。

2.3 应用于造纸污水处理

重污染行业当中，造纸产业的污染程度相当严重。这是因为造纸工艺具有较好的繁复性，因此所带出的污水中的成分也十分复杂，加大了水处理的难度系数，要是没有处理到位，及时将其排放出去，将会造成严重的污染后果，影响到生态环境和与社会民众的安全健康。以往相关的水处理技术的工艺水平，难以发挥出高度的污水处理成效，并且其处理过后的结果也达不到令人满意的程度。而随着超滤膜技术的推广应用，使得造纸行业的污水处理有了很大的进步，利用超滤膜技术，可以实现完全分离污水当中所含有的木素、浆液。此外，该项污水处理技术与传统的技术工艺还存在着许多差异，在利用超滤膜完成过滤的作用之后，还要将过滤物进行浓缩，采取以上方法后，再将上述操作中已经过滤完成的木素和浆液再次进行收集，能够从深层次上提高利用的效率。另一层面上来说，选取超滤膜技术可将污水当中存留的有害物质去除掉。超滤膜技术能够强化处理造纸污水的，从根本上提升水处理效果，确保资源的利用率。

2.4 对电镀废水的处理

在污水处理领域，超滤膜技术的处理成效也非常显著，具有良好的表现力。在污水的处理过程中，存在一种处理起来比较费力的水体，这就是电镀废水。电镀废水产生于电镀生产环节之中，这也是生产技术所带来的负面影响，这些大量出现的电镀废水，难以进行自然降解，同时还会给其他的水资源带来污染性，不过通过超滤膜技术的应用，其处理过程将变得更加简便快捷，其能够有效过滤出电镀废水内部存在的污染有毒物质，并且处理的效率高，投入成本比较低，可以说对于电镀废水的处理经济适用性强[5]。

2.5 含油废水的处理

普遍见到的工业废水还包括乳化油废水，应用超滤膜的对乳化油废水进行处理，也是现阶段应用较为广泛的处理工艺。现阶段某研究所应用的PSF100型超滤膜利用3块HPM型隔板并联成板式超滤器，在料液流速1.6m/s，平均压力0.3MPa，自然升温等运行条件下，分别两次进行持续性的浓缩运行，从最终呈现的结果上来看：油分的截留率超过99%，COD的去除率也高达95%，还具备较高的体积浓缩比。因此，我们也可以得出，超滤膜技术在对乳化油废液的处理上，能够收获到很好的效果。金属在加工的环节中往往会带来较多的废水，这些废水主要成分为切削油、悬浮物和洗涤剂，因此需要经过处理才能够将其排放出去。超滤膜技术能够在处理时将废水分离成两个部分，即浓缩液当中存在油和悬浮颗粒，而透过液中却基本上没有油的成分。

2.6 应用于食品工业污水处理

在食品工业的生产加工环节当中，会带来大量工业污水，这些污水当中有许多的细菌，如果没有及时将这些食品生产中带来的污水细菌加以去除，那么不仅会影响到生态环境，而且促使生态系统遭到破坏。除此之外，食品工业在生产加工过程中产出的污水，其中含有大量杂质，如酵母和乳糖，可以通过科学合理的手段加以回收利用，如果直接将其排出那么会造成资源浪费。而超滤膜技术本身就拥有较强的除菌功能，将其与在食品工业污水处理的进行深度结合，能够有效提升现阶段食品工业在污水处理方面的综合作，去除掉污水中各种杂质、有毒有害物质，还能够将存在于食品工业污水中的可回收乳糖、淀粉等再次进行收集利用。超滤膜技术的深入应用，将食品工业污水处理成效提高了一个层次，在减少资源浪费，提升资源利用率，推动食品行业安全发展具有重大的影响。超滤膜污水处理如图2所示。

图2 超滤膜污水处理

2.7 应用于饮用水处理

社会经济水的高速增长，国民生活水平也在日益提升，因此对于生命健康领域关注程度也在持续加深。饮用水作为生存的基础，人们对其质量的关注力度不言而喻。假设国民日常所饮用的水源发生了问题，那么将会带来极其严重的影响，例如疾病的传播。因此强化饮用水质量，确保水资源的安全至关重要[6]。但至今为止，我国在水资源相关污染和防治方面，其情况仍然不容乐观，水污染问题还没有制定出高效的解决方案，因此，采用合理的手段净化水资源就显得非常必要。超滤膜技术的应用，不仅能够过滤掉水中存在的大分子的物质，同时也能适当的处理水中存有的有害微生物，并且对于水体中存在的一些化学污染物也能发挥出作用效果。这从根本上加强了我国现阶段所形成的净水体系当中，水源净化的效率和质量，能够满足当前国民生活，达到民众对于饮用水质量提升的标准。但是因为我国目前水污染形势还比较严峻，甚至于相关问题还在不断严重化，被污染的水体当中还产生了其他的新的污染物质，超滤膜技术随着研究的深入和发展，能够去除这些新的污染物质，而通过超滤膜技术处理的水源也符合国家对于饮用水质量的要求。

3 结语

随着技术进步和科学研究的不断提高，相关领域的技术人员研究出了各种水处理技术，从而实现对水源的高效处理，提升水资源的利用率，避免水资源的过度损耗。超滤膜技术作为水处理中的一项极其重要的技术，能够强化水处理的成效，为社会民众的生活生产提供动力。