超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

楼家渊

（嘉兴中一检测研究院有限公司，浙江 嘉兴 314006）

当前，我国的水污染问题日趋严重，国家主管部门对该问题给予了重点关注，也正逐步着手解决。同时，随着生活物质水平的提高，人们对水质和生活环境的要求也越来越高。因此，为了创造良好的生态环境，控制水污染对水系环境造成的破坏，需采用先进的污水处理技术。其中，超滤膜作为一种污水处理技术，不仅可以截留污水中的颗粒物和矿物质，还可以通过对污水施加压力来过滤污水，从而达到了彻底净化污水的目的。由此，促进超滤膜技术的更好应用，能有效解决相关问题，而利用相关技术手段提高超滤膜的抗污染能力，以及加强对专业技术人员的培训和提升，也是当前的重要工作[1]。

1 超滤膜技术简介

超滤技术在快速净水领域的应用预计在未来变得更加突出，但由于其快速净水技术的不断改进，超滤技术有望在环境污染方面发挥出重要作用。超滤膜技术的实施方法主要是物理手段，其物理净化原理是通过滤膜对废水，或其他废水、其他物质进行过滤净化，是对废水中的颗粒杂质进行过滤分离。其工艺过程是通过筛选杂质即小分子物质，且在废水和低分子量物质的压力作用下，使通过膜另一侧滤膜的孔隙溶解一部分有害物质。同时，超滤膜技术还可以在废水处理中更有效地去除和过滤微小颗粒，从而有效提高了废水的处理质量。由此可以看出，超滤膜技术是当今机械环境中最常用、最有效的水处理技术[2]。该技术与传统的水处理技术相比，具有更好的过滤效果，且过滤后的出水和污泥也可以进行再加工和循环利用，既实现了经济效益和环境效益的双向循环，又在一定程度上有效地降低了污水中的细菌数量，提高了回用价值，这对于实际改善水质有着重要影响。

2 超滤膜技术的应用优势

目前，超滤膜技术在水资源和环境净化方面取得了较好的效果，因此，在水污染控制中得到了广泛的应用。首先，采用超滤膜技术处理的出水更安全，具有较强的自然净化效果。主要是由于超滤膜具有孔径小的特点，所以可以提高超滤膜技术在水中的渗透性，延长使用的安全性，且消毒剂用量少，水质安全。其次，超滤膜技术具有较好的控制性能。如全自动PLC控制单元可以实现参数整定和自整定，这在一定程度上降低了操作的复杂性，易于使用。此外，超滤膜技术具有成本低、易于改造的特点。因此，应用该技术不仅可以保护环境，还可以防止水污染的持续恶化。此外，超滤膜技术在污水处理中的应用不需要其他化学物质的支持，只需添加超滤膜元件，也无需进一步改造即可用于原水净化系统，应用相对简单。所以，采用超滤膜技术，可有效去除水中的悬浮物，并有效避免了造成二次污染[3]。

3 超滤膜技术的应用局限

在应用超滤膜技术进行水质处理时，必须要保证超滤膜有效清洗。如果不彻底清洗，水不完全纯化，就会导致超滤膜的过滤能力降低，而能源和水处理的成本就会相应增加，从而加大了成本投入。同时，超滤膜洗涤流程必须要规范操作程序，如不严格按照规范进行作业，则会加剧环境污染。所以，应对超滤膜技术要采取相应的保护措施，并定时进行清洁处理。此外，还存在着能源损失问题：将超滤膜技术运用在水处理的整个流程中，不可避免地会产生能源损失，再加上能源辅助也会耗费一些能源，这也会相应提高生产成本。因此，为了减少能源消耗，提高能源的利用率，应选择较低能耗的设备，同时，也要定期监测能耗水平，以确保设备有足够的驱动力支持膜技术的正常运行。

4 水体污染的来源和分类

在普通水源中，各种物质的浓度和离子含量都有一定的标准。然而，受污染的水体中可能会含有许多重金属、有机杂质、有害化学物质、藻类等。因此，水污染的来源是与人们的日常生活密切相关，主要来自工业用水和日常污水排放。但有一些水污染也可能是由植物养分污染引起的，但最终都是由于污水的不合格排放导致的。如果水中某些离子的浓度升高，而这些离子又是藻类繁殖所需的物质，就会溶解水中的大部分氧气，造成水体中的其他动植物无法生存，从而污染水体。此外，水污染也有可能来自核辐射泄漏，导致放射性辐射污染[4]。

5 水体污染的危害

当前，由于相关部门监管不力，许多行业直接排放废水，造成了严重的水污染问题。所以，工业废水和生活废水必须经过科学合格处理后才能排放，如果不处理或处理不当，将会导致水污染。这主要是因为工业废水和生活废水通常会含有一些重金属、放射性物质、化学杂质等，这些物质都会对人类健康构成重大威胁。此外，水污染也会通过蒸发和其他方式影响人们的正常用水，而发生小面积的水污染，就会影响大面积的水资源质量。如被污染的水资源通过食物链或日常饮用水被人们饮用，水中的有害物质就会进入人体，进而影响人们身体健康。同时，受到重金属污染的水也会对人体器官造成损害，导致一些传染病和寄生虫病发生。由以上内容可以看出，如果工业废水和生活废水的排放得不到有效控制，就会对水资源的质量产生严重影响，甚至会导致可利用的水资源逐渐减少。

6 几种常见的超滤膜废水处理技术

超滤膜技术在环境工程水处理中起着关键作用，不仅可以提高污水的处理质量，还会降低能耗，因此，应引起人们的重视，并进一步完善其技术工艺，从而充分发挥出该技术的优势。在常规污水处理中，可采用双超滤膜技术。在实际运行环境中，可根据技术特点选用最恰当的应用方案，如在环境污染最严重的水源中，尤其是对于高污染的城市饮用水具有很好的效果。也可以说，双超滤膜技术的发展应用，特别是双膜处理技术的成功应用，对于改善水体具有重要意义。除双膜处理技术之外，另外一个超滤膜技术的主要种类是混合膜处理技术，使用混凝膜过滤可有效除去废水中的有机物质和金属分子。此外，活性炭是在双模水处理技术中使用最普遍的物质，其有着超强的吸收功能，可显著提高废水中有机物的去除效率。同时，还会防止膜污染，保护膜表面，延长超滤膜的使用寿命。

7 城市水体污染处理途径

在城市日常生活中产生的污水，其主要特点是水浓度高、水面悬浮物多、含氯量高、含盐量高、重金属多等。因此，这对周边的生态环境造成了严重污染。同时，水污染也是城市日常生活中难以处理的一类废水。当前，处理水污染的主要方式是回收利用。但如果在日常城市生活中没有回收条件，则必须对水污染进行处理，使其达到外部排放的排放标准。但在水污染的净化过程中，污水中的重金属杂质必须要先通过氯化还原反应即通过化学反应转化为氨，然后再通过絮凝反应沉淀污水中相应的杂质，从而有效去除污水中的重金属和金属悬浮物，并最终调整水污染的pH值，以确保污水符合排放标准。而利用微生物处理水污染比其他方法具有更大的经济效益。同时，在水污染方面，也应制定合理的制度来提高水资源的治理效率，以在一定程度上解决水污染问题，优化水资源。只有这样，才能为人们提供更好的水资源，满足日常用水需求。此外，我国一些城市还将净化后达标的污水作为日常生活中的冲灰水，进一步减少了城市日常生活运行过程中的水资源浪费的现象。而且，通过对城市生活中的反渗透废水进行软化和预处理，可有效去除工业废水中大量的钙离子、镁离子和铁离子，从而可进一步防止污水处理过程中的结垢问题。

8 在环境工程污水处理中超滤膜技术的应用

8.1 应用超滤膜技术处理饮用水

虽然超滤技术在快速水处理领域的应用会越来越广泛，但随着快速水处理技术的不断完善，超滤技术有望在环境污染治理中发挥重要作用。超滤膜技术的实现方法主要物理过程，其物理净化原理是通过滤膜对废水，或其他废水、物质进行过滤净化，并对废水中的颗粒杂质进行过滤分离。而超滤膜技术可以自动过滤水中的杂质，有效地提高杂质的分离纯化，且通过相关实验数据显示，可有效提高饮用水的安全性和饮用水的标准。同时，超滤膜技术还可以杀灭和过滤饮用水中的病毒和细菌，提高水的净化效果，促进水资源的循环利用。

8.2 应用超滤膜技术处理工业废水

近年来，随着我国工业规模的不断扩大，工业废水排放量居高不下，这对我国的生态环境造成了一定的负面影响。而环境工程旨在减少污水排放对环境的污染。因此，在工程建设过程中，要减少废水造成的危害，控制的废水处理效率，以减少废水对生态环境的危害。但由于工业废水成分复杂，种类繁多，在处理工程中难以实现有针对性的应用。所以，相关技术人员必须对工业废水的特性有足够的了解，以便根据废水的特性分析初步的化学品组合，这也是工业废水处理的基础。而在膜技术的应用中，还需要测定废水的成分。此外，工业废水中的微米级硅晶体及其活性成分可将污泥转化为无机物，降低深度处理系统的处理效率，所以，必须选择合适的组合膜工艺进行处理。而超滤膜技术也可以对污水中的沙子、泥浆、木质素等物质进行过滤，以实现保护环境的目标，且在此基础上，过滤后的杂质会被回收利用。例如，杂质中的木质素可以被收集并转化为纸张，这将大幅降低造纸工业的生产成本，从而实现了经济效益和环境效益的双重发展。

8.3 应用超滤膜技术淡化海水

超滤膜技术还可以用于海水淡化，但由于海水自身的特点，不能立即利用，这在一定程度上造成了水资源的浪费。因此，可利用超滤膜技术对海水进行脱盐，这是非常重要的一部分流程，可有效改善海水脱盐的现状。当前，由于淡水资源稀缺，海水就具有很高的应用价值。但为了保护环境，海水淡化技术在机械水处理方面仍然存在局限性。且超滤膜技术在使用过程中，滤膜容易受到污染，导致反渗透问题。但随着目前反渗透技术的兴起，在一定程度上促进了超滤膜技术的应用，使超滤膜技术更好地应用于海水淡化。

8.4 应用超滤膜技术处理生活污水

当前，随着城市人口数量的不断增长，导致人们在日常生活中产生的生活污水大量增加。通常，这类废水含有许多金属但无毒。生活污水通常来自厨房、卫生间或洗衣房，如果不进行合理处理，就会使大量的矿物进入自然环境，这会对地表水源造成严重污染，从而也会对人和动物的生存形成影响。因此，为了有效改善生活污水的处理品质，使其对生活环境污染的可能性减至最小化，可将超滤膜技术和其他生活污水处理技术进行科学融合应用，从而最终达到生活污水的二次循环使用，实现保护自然环境的目的。此外，在生活污水回用处理过程中，最关键的任务就是生活污水的重新分类。

8.5 超滤膜技术对生物污染的处理

在实际应用中，超滤膜技术可以对废水中的有机物进行吸附和同化，主要是因为生物膜具有耐环境变化能力强、降解效率高、沉淀量少等特点。由此，该技术常用于处理生物廊道、生物滤池和生物接触氧化池。同时，应用超滤膜技术处理有机物和氨氮污染较轻的水体也是非常有效的。并且，采用超滤膜技术处理水污染具有最佳的经济效益，其负面影响最小甚至为零。因此，制定一个能提高水资源净化效率又合理的系统是非常重要的，这在一定程度上可有效解决水污染问题，优化水资源。

8.6 超滤膜技术在含油废水处理中的应用

含油污水是城市发展过程中常见的污水，主要包括分散油、乳化油和浮油。其中，分散油和浮油的处理方法相对简单，可与专用的机械配合使用，或应用活性炭吸附，都可以有效降低水资源的含油量。然而，乳化油中会含有有机物和活性剂，油水资源的整合相对完整，如果采用传统的净化技术，油就不能完全净化，而超滤膜技术可以将油从单面分离出来，实现均匀净化。同时，还可以对油中的氧化物进行深入分解，以确保对含油废水的有效处理。

8.7 超滤膜技术在造纸废水处理中的应用

在实际应用过程中，由于造纸废水中含有大量木质素等物质，如果应用传统的处理技术，很难达到良好的效果。但应用超滤膜技术可以对这些物质进行集中净化，并通过浓缩实现木质素的回收和再利用。而且，过滤后的废水经处理后回收利用，不仅减少了水资源的污染，还实现了资源的高效利用。因此，该技术在造纸废水处理中具有良好的应用效果。

9 结语

在现代社会的发展过程中，随着城市化进程的不断深入，城市人口急剧增加，导致城市水污染问题逐渐显现。而大量的污水不仅会危害饮用水的健康，还会降低人们的生活质量。因此，如果污水得不到有效处理，将会带来严重的环境污染问题。在新时期，随着全社会对水资源管理要求的提高，水资源管理受到了广泛的关注。而超滤膜技术的优化应用，可有效解决水污染的相关问题，且随着超滤膜技术的进步，处理后的水资源能更好地满足人们的生产和生活需要。因此，当下水污染治理的重要工作内容之一，就是推动超滤膜技术的更好运用，以解决严重的水环境污染问题，但同时，也要利用相关技术手段提升超滤膜的抗污染性，从而有效提升超滤膜技术的处理效率，实现该技术的可持续发展。