超滤膜技术在环境工程水处理中的应用分析

李旭东

（首创爱华（天津）市政环境工程有限公司，天津 300392）

在环境工程中，水处理工作是非常重要的，对于环境保护具有重要的意义和价值，同时还能够使水资源得到高效保护和利用。所以，在环境工程中，要高度重视水处理工作。目前，超滤膜技术是水处理中的一项先进技术，得到了比较广泛的应用。利用该技术可以有效地过滤和去除废水、脏水、污水中的杂质，提高水资源的循环利用效率，从而有效清洁和保护水资源。

1 超滤膜技术概述

超滤膜技术是一种膜分离技术，涉及到微透原理、超滤原理，能够有效过滤水体中的污染物、脏水、微生物，达到浓缩、分离、净化水资源的效果，使水资源循环利用率得到提升。超滤原理主要是制造过滤并拦截杂质的膜，但允许其它无害物质通过。在制造膜的过程中，应在高压环境下形成特定的膜，隔离杂质。目前，该技术已经发展为多膜结构，提升了过滤效果。超滤膜技术就是拦截溶液中的杂质，使纯净物质通过，达到清洁水体的目的。微透原理主要是通过过滤分子拦截有害物质，将无污染的纯净物质滤出[1]。在超滤膜技术中，过滤分子高达500万，总体积只有0.002微米，净化功能较强，可清除溶液中的颗粒物，并过滤水体中的有害物质，提升水体安全性。

2 超滤膜技术的特点

2.1 物理特点

超滤膜技术的物理特点是该技术应用发展中最直接的体现，可以全面实现环境保护要求，降低水处理中化学试剂的利用率，提高整体净化效果。同时，该技术可以避免水处理过程中的二次污染，对保证水环境质量和水质安全具有重要意义。

2.2 净化效果好

与传统的过滤技术相比，超滤膜技术在环境工程水处理中具有良好的应用效果，能有效去除水质中的有害物质，提高水质净化效果。与传统的过滤技术相比，超滤膜技术可以提高水中杂质的去除效率，防止杂质的过度积累和二次污染，从而提高净化效果[2]。

2.3 操作便捷

应用传统过滤技术的流程比较复杂和繁琐，对于各个环节都具有严格的要求，因此在维持合理性、有效性方面难度较大。应用超滤膜技术可以省去很多中间流程，使操作更为便捷简单。在相应的条件下，该技术可以使物料自动通过超滤膜，满足过滤要求，同时又可以节省人力物力，保证过滤的科学性和有效性。

2.4 抗酸能力强

超滤膜技术在应用中表现出较强的耐酸性。在环境工程水处理中，各种酸性物质都不会对膜造成危害，从而减少了化学反应的发生，避免超滤膜受到腐蚀而破坏，增强了过滤过程可靠性和安全性。传统过滤技术的抗酸能力比较有限，因而也体现出了超滤膜技术的功能和优势。该技术能够在酸性溶液中有效应用，并具有良好的安全性，特别是在工业污水处理中，应用效果比较理想[3]。

2.5 耐受高温

超滤膜在应用中可以耐受高温，在100 ℃的高温水环境下，也能够正常发挥作用，不会因为高温环境遭到破坏而发生异常，因此能够提高污水处理效率及效果，也能减少成本及资源的投入。因此，在环境工程水处理中，超滤膜技术的经济效益更为显著，对于提高环境工程质量具有有着较好的作用。

3 超滤膜技术在环境工程水处理中存在的问题

3.1 技术补充不足

在环境工程水处理中，特别是对自来水的处理，应用超滤膜技术会提升经济成本。尽管当前我国经济发展形势较好，但在许多领域仍存在巨大差异。特别是对于经济落后的地区，超滤膜技术的应用将面临巨大的经济压力。为了解决此类问题，通常采取其它相关技术进行补充，对污水进行前处理。但是在实际应用中，对于超滤膜技术的技术补充有所不足。在水处理中，因未对当地日常用水情况进行仔细勘查，也没有综合分析各种数据，并选择相应的前处理技术，因而导致超滤膜技术的应用和维护成本提升。

3.2 能源损耗较大

应用超滤膜技术会产生较大的能源损耗，因为该技术的应用需要外力和设备的协助，才能充分发挥净化效果，满足水处理的要求。在应用过程中，超滤膜技术的能源损耗也会加重，如果不能进行有效的控制和处理，对于环境工程水处理的发展较为不利[4]。在超滤膜技术的应用过程中，如果不对设备运转能耗进行仔细分析，无法把握最终的能耗量，就无法优化和处理能耗较高的设备，能耗控制效果就不理想，能源利用率也就得不到有效提升。

3.3 污染问题严峻

虽然超滤膜技术目前已经得到了较好的发展和广泛地应用，相关技术手段也比较成熟，但是在城市化和工业化推进过程中，水污染问题也日益严峻，对超滤膜技术的应用也带来了较大的挑战。在超滤膜技术应用过程中，很多因素都可能导致净化效果的削弱。由于污染问题过重，超滤膜技术需要提高膜的更换频率，如果相关工作人员没有按时处理，就会导致超滤膜过滤效果下降，对于水处理效果也会产生不利的影响[5]。而再净化，就会大幅增加成本，造成经济损失。由于超滤膜技术应用的专业性较高，因而对操作人员的能力要求也较高。如果操作人员的专业水平不满足要求，在操作中出现不规范的情况，就会导致污染程度加重，对最终的净化效果造成影响。在应用中不重视对超滤膜的保护，也会影响水处理效果。

4 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

4.1 饮用水处理

尽管我国水资源总量比较大，但是人均水资源占有率很低。同时由于水体污染情况严重，天然水体中杂质、细菌、藻类含量大，如果不进行有效处理，直接进入饮用水系统，对人体健康将造成极大危害。因此，相关部门需要重视对水资源的有效清洁，保证人们的用水安全。对此，在环境工程水处理中，应用超滤膜技术能够有效分离水体中的各种污染杂质，有效过滤污染物，使水源质量得到提高。另外，将超滤膜技术与混凝沉淀技术相结合，可以有效去除水中的污染物，保证生活用水的水质和纯净度[6]。

4.2 含油废水处理

来自工业领域的含油废水，包括含有乳化剂的油、水体混合散油、水体表面浮油等不同形态。其中，混合散油及水体表面浮油的处理难度较小，可以采用机械混凝、沉淀、分离的方法进行处理，也可以采用活性炭等化学品对水中的油进行吸附处理，然后去除水中的油。而带有乳化剂的油以微米级的油分子形式出现在水中，不能采用重力分离或粗细分离技术进行处理，可采用超滤膜技术进行净化，分离水体和油性分子。在去油过程中，还可同时去除废水中的氧化物质，进而达到更好的油水分离效果。

4.3 城市污水处理

在城市化进程不断加快的背景下，城市居民数量不断增多，因此导致城市污水产生和排放量也大大增加。城市污水污染通常比较轻，经过简单处理后，即可直接排入江河湖泊。然而，由于城市污水处理量大、处理成本高、处理面积广，难以实现大规模的批量处理[7]。因此，可以采用超滤膜技术进行处理，解决城市污水的排放问题。超滤膜技术能有效去除城市污水中的各种污染物，提高水质的纯度。废水经处理后进入自来水厂，再经过相应地处理就可以重新向居民提供。

4.4 海水淡化处理

地球上总体的水资源十分丰富，但是其中绝大部分是海洋水，不能直接饮用。在为数不多的可饮用的淡水资源中，大多数以冰川的形式存在，无法被开发利用。因此，在环境工程水处理中，解决淡水资源短缺问题显得尤为重要。在过去的环境工程水处理中，曾经采取多种措施淡化海水，使淡水资源储备量增加。例如传统的电渗技术，能够进行海水淡化处理，但是成本较高、效率较低。而应用超滤膜技术处理，能够有效解决这一矛盾。利用超滤膜技术处理海水，能够达到97%的脱盐率和去除率，经该技术淡化处理后，能够得到质量更高的淡水资源。

4.5 电镀工业废水处理

在工业电镀生产中，用水量比较大，工业废水也比较大。与其他工业废水不同，电镀废水中含有大量的重金属元素，会对水体造成严重污染，对动植物造成不可逆转的损害。如果人类长时间饮用含有这些杂质的水，身体健康也会受到严重损害。因此需要采取有效措施加以处理。在过去的环境工程水处理中，很难有效去除水中的重金属元素。且成本较高、效率低下[8]。因此，应用超滤膜技术能够取得更好的效果。在超滤膜技术中的陶瓷膜，其孔径为0.8 μm和1.4 μm，过滤碱中和后的物质时，能够达到90%以上的截留率。电镀工业废水经过超滤膜技术处理后，水中的悬浮液和氰化物含量不超过20%，质量分数在0.000 2以下。

5 超滤膜技术在环境工程水处理中的优化

5.1 不断革新技术

虽然超滤膜技术能够有效处理水体中的各种污染物杂质，但是在使用时间过长之后，超滤膜自身也会受到一定的污染导致失效。此时如果继续使用超滤膜净化水体，将难以达到理想的净化效果，还可能出现二次污染情况。所以，在超滤膜技术的优化过程中，需要不断革新技术，对超滤膜技术进行更新换代，延长超滤膜的使用寿命，从而进一步提高超滤膜技术的净水效率，确保其具有更强的抗污染能力，并避免净水后的二次污染[9]。

5.2 优化清洗技术

虽然超滤膜技术具有良好的水清洁效果，但是其使用寿命也有一定的限制。如果超滤膜受损，就会失去对水体的清洁作用，导致不能有效拦截污染物。因此，需要优化超滤膜清洗工艺，延长超滤膜的使用寿命。现有的超滤膜清洗技术，超滤膜只能清洗一次或两次，成本相对较高，如果清洗次数过多，也会造成超滤膜的损坏，导致其净化效果受到影响，因而限制了超滤膜技术的发展。对此，通过对超滤膜清洗技术的优化，可以提高清洗效率，减少超滤膜损坏，使超滤膜更换次数减少，提升其使用寿命，进而降低成本。

5.3 完善技术组合

超滤膜技术在环境工程水处理中可以发挥很大的作用，但也存在一定的局限性。例如容易发生大量分子残留的情况。主要是由于没有将超滤膜技术与其他水处理技术相互结合。基于此，在超滤膜技术的应用优化过程中，应完善水处理技术的组合，将超滤膜技术和其他水处理技术有效衔接[10]。例如，对于水体中的小颗粒、溶解性污染物，无法单独使用超滤膜技术处理的物质，可采用混凝工艺，通过改变水中悬浮颗粒的大小，去除水中的小颗粒和可溶性污染物。通过技术组合，使超滤膜技术的优势得到更加充分的体现。

5.4 推动超滤膜技术发展

目前，超滤膜技术是比较先进的水处理技术之一，在各种环境工程水处理中都得到了广泛应用，尤其是在废水回收、膜生物反应器、海水淡化预处理中效果很好。在未来技术水平进一步提高的基础上，也要积极推动超滤膜技术的未来发展，进一步降低超滤膜技术的成本，并进一步提高其效率，从而使超滤膜技术的应用范围得到更大地拓展。例如，研发更低成本和更高效的膜系统、膜组件，可有效解决现有的膜寿命短、污染重等问题，使超滤膜技术的缺陷更少、优势更明显，进而在环境工程水处理中能够得到更好应用。

6 结论

在环境工程中，水处理是一项重要的工作内容，当前水处理技术比较多，但大都存在一定的缺陷和不足。超滤膜技术是一种先进的水处理技术，能够有效去除污水中的多种杂质，保证水体净化的良好效果。运用超滤膜技术，可以有效提升水处理的效率和质量，使处理后的水体质量更高，能够满足人们日常生活、农业、工业用水的需求，具有重要的意义和价值。