超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

张会东

（山东宏达建设工程有限公司，山东济南 250300）

膜技术主要包括微粒技术、超滤技术、纳滤技术、反渗透技术等。超滤膜技术已逐渐运用于水资源的纯化处理过程中。随着对膜技术的不断研究深入，膜技术将被更加广泛地运用于污水处理领域。在未来的十年，膜技术处理水资源将更普及。本文将对膜技术在我国水处理中的应用与发展进行分析，其中以探究超滤膜技术在环境工程水处理中的运用为例，以此找出膜技术现阶段存在的不足之处，并探究其未来的发展趋势，进而更好地服务于人类。

1 膜技术在水处理中应用情况

1.1 膜技术在水处理中应用的发展背景

改革开放以来，我国致力于以经济建设为中心。虽然我国的工业化、城镇化发展迅速，但是对我国的环境造成了严重的污染，其中以水资源污染最严重。对水环境污染防治的一项重要举措是对水进行处理，运用具体的水资源处理举措对水资源进行净化处理，同时还不会对水资源产生进一步的污染[1]。之前的水处理方法比较简陋，处理效果不理想，处理后的水质难以保证。因此膜技术应运而生，与以往的技术不同，该技术具有优化性能好，分泌精度高的特点。将膜技术应用于我国水资源的处理过程中，明显提高了对我国生态环境的保护[2]。

1.2 膜技术在水处理应用中的发展现状

膜技术的发展也不是一蹴而就的。膜技术被广泛运用于环境工程水处理过程中，也经过了一步一步地尝试，并在不断的实践过程中进行优化和创新。现阶段膜技术已经达到了较高的分离效率，并且在水处理领域得到了广泛应用[3]。膜生产技术是物理技术与生化技术的综合应用，根据污水的成分不同而生产出不同膜孔大小、具有特殊性能的半透膜，利用吸附作用及生化反应对污水进行净化。

1.3 膜技术在水处理中应用的前景

由于经济发展推动的工业化生产，对我国环境造成了严重的破坏，并且也严重影响了人们的饮用水质量。膜技术具有低耗能、高环保、分离效果好、水质体纯化效果好等特点。在工业化发展的进程中，膜技术将被广泛地运用于对水资源的处理，进一步完善膜技术，有利于进一步提升污水处理效果[4]。

2 超滤膜技术基本概述及运用中的问题

2.1 超滤膜技术基本特点

超滤模是介于微滤和纳滤两种过滤方式之间的一种过滤形式，主要是通过过滤不同种类型的杂质，从而实现对水体的净化。该超滤膜材料由多种类型的化合物组合而成。该技术的主要原理是在膜两侧的压力差为驱动的情况下，滤网的表面只允许水和小分子的物质通过，体积大的杂质则被截留[5]。在超滤分离中，利用溶液的压力迫使小分子溶剂和无机盐离子穿过滤膜，它相对于传统的水处理方式具有可操作性强、适应范围广等特点。

2.2 超滤膜技术运用现状

在利用超滤膜技术对水资源进行处理的过程中，还可以通过调节滤膜孔径的大小，进而达到去除目标杂质的目的。超滤膜技术在实际运用于污水处理的过程中，可以有效地除去水中的胶体等杂质，成功地实现了将污水进行纯化的目的。相比于传统的污水处理方式，将超滤膜运用于污水处理中，没有添加其他化学试品及各类辅助试剂，就能达到良好的污水净化效果，降低了成本，避免了二次污染。另外，超滤膜技术在净化水质方面，操作方法简单，提高了超滤膜技术在污水处理中运用的便利性，也达到了非常理想的效果[6]。

2.3 超滤膜技术应用中的问题

超滤膜技术尽管分离效率高、方便操作，但是在实际的运用中仍然存在一些限制因素。在利用超滤膜技术进行污水的纯化过程中，阀门的开关噪声非常大，对设备的使用维护和滤膜速度的切换都存在一定影响。气动阀速度控制容易失准，应注意经常查看和调整，并适当使用消声器减少噪声[7]。超滤膜污水处理系统中，超滤膜组件本身也会占有一定的体积，导致水箱的有效容积减少，因此，增加了技术所消耗的能源。长期使用的超滤膜也会沦为工业生产的废物，应当注重对废弃滤膜的妥善保存与处置，避免超滤膜技术在运用的过程中对环境再次造成污染。

3 超滤膜技术在环境水处理中的应用

3.1 超滤膜技术应用于环境工程中的海水淡化处理

水是生命之源。在工业进程发展的过程中，对环境造成了重大的污染，水资源也遭受到了破坏，导致地球上的淡水资源紧缺。因此，丰富的海水资源逐渐引起人们的重视。世界上的海水资源占据地球上总体水量的2/3，通过水处理技术将海水淡化，可以为人类的生存提供巨大的淡水资源，帮助人们缓解淡水资源危机。相对于可供人们使用的淡水而言，海水含盐量非常高。因此，在利用超滤膜技术淡化海水的过程中，主要是将海水中过量的离子物质滤出。在利用超滤膜淡化海水的研究过程中，通过改变超滤膜的滤过性能，促使海水中的氯化钠等离子有效吸收析出，成功地将海水资源淡化为可利用的生活用水。

3.2 超滤膜技术应用于环境工程中的含油污水处理

在食品加工行业和机械制造行业生产的过程中会产生的工业废水。该工业废水中含有大量的浮游、分散油和乳化油等油性物质。浮油和分散油相比于乳化油而言较容易清除，可通过隔油池便可将乳油和分散油从含油废水中去除干净。而乳化油颗粒粒径较小，利用传统的重力去除方法无法将乳化油从工业含油废水中清除干净。此时，通过改变超滤膜的孔径，将超滤膜的孔径设置为纳米级。再施加压力，促使乳化油的液滴发生变形，进而促使乳化油形成较大的液滴而被超滤膜的滤网截留下来，水分和小分子的物质可以通过滤膜，从而达到净化效果[8]。此外，超滤膜技术的生化作用还可以加速部分污染物的降解，保证水质处理。

3.3 超滤膜技术应用于纯化处理清洁饮用水

超滤膜技术在饮用水净化方面也具有一定的优势，该技术不仅可以提高饮用水的纯度，并且还可以保留饮用水中的一些矿物质。处理饮用水的过程中，对于超滤膜本身的洁净性要求也很高。因此，在利用超滤膜进行饮用水的纯化后，要对超滤膜进行及时杀菌清理，以保证超滤膜处于洁净状态，避免因为超滤膜的反复使用而对水体再次造成污染。

3.4 超滤膜技术应用于环境工程水处理中工业废水的回收利用

将工业生产中产生的废水进行处理，达到指定的排放标准后，再次用于生产。企业中进行污水处理，首先是将废水倒入沙池中进行处理，然后通过反应池加速水中的悬浮胶体凝结。通过沉淀将水中的杂质与水进行初步分离。沉淀池中的水通过加压再次迸入到自动精密过滤器中，进一步过滤水中的悬浮杂质。过滤后的水通过活性炭过滤器，利用活性炭的吸附作用，进一步除去水中的有机物、余氯等物质。最后将原水经过过滤均匀地分布在每个氯气的活动单元。根据希望达到的超滤效果，可以将过滤器并联或者串联，进一步纯化工业废水。

3.5 超滤膜技术应用于环境工程水处理中的电子工业废水处理

对工业废水进行处理的过程中，有机硫和有机氮不能够彻底清除，还会对环境造成严重的污染。研究发现，微米级硅晶体颗粒会导致工业废水中的沉积物矿化，严重降低废水的处理效率[9]。因此，在对电子工业废水进行处理的过程中，必须先将微米级的硅晶体去除。超滤膜技术可以通过控制其孔径，有效地截留硅晶体物质和大分子有机物，为工业电子废水的处理提供了便利。通过使用超滤膜技术，简化了电子工业废水处理的工艺流程，有利于企业进行废水处理的管理及运行。

3.6 超滤膜技术在生活污水处理中的应用

在人们日常活动中，也会产生大量的生活废水。例如厨房、浴室等区域均会产生大量的生活废水。生活废水虽然含有的毒性较低，但多含有大量的无机盐，随意排放会对环境造成影响。因此，需要对生活污水进行处理，达到一定标准后再进行排放，有利于降低生活废水中的无机盐对环境造成的污染。现如今，人们的环保意识不断加强，也对生活污水的净化处理逐步重视起来。超滤膜技术的发展，也引起了广泛关注，并被逐渐运用到生活污水的处理中。利用超滤膜技术进行废水的处理，可以有效降低水体中的有害物质，使纯化后的水达到相应的标准，降低了生活废水对环境造成的影响。另外，纯化后的生活废水还可以进行农业灌溉，从另一方面也保护了水资源。

4 提升超滤膜技术改善污水处理质量的策略

4.1 全面做好污水净化系统的处理

提高污水净化的整体水平，需要各方面的共同努力。对于生活用水的纯化处理，一方面要加强对生活用水管道水网的配置、安装与维护，确保人们饮水安全，另一方面，国家应合理制定水价，利用市场价格机制的作用，引导人们正确地使用水资源，节约用水，不浪费水资源。在合理布置生活用水管道的基础上，还要保证生活饮用水避免被重金属物质污染，影响生活用水质量。可积极推广超滤膜技术，构成多膜反渗透系统。对生活和工业废水进行纯化处理时，合理区分不同的生活用水种类，对于不同种类型的生活废水，单独分开管道进行分别处理，根据生活用水废水颗粒特定大小，可采用多种类型的污水净化方式。

4.2 全面做好污染源的排查监督工作

超滤膜技术的种类各种各样，在对不同种类废水进行处理的过程中，选择合适的超滤膜技术，可以起到更好的污水防治效果。因此，要做好污水类型的排查工作，了解水污染的类型，进而提高对污水处理的整体效果。可以通过加强对排污现场的检查，建立水污染情况的各项调查数据，利用信息智能化技术对污染源进行合理的处理。为选择合适的滤膜技术提供数据支撑。

4.3 加强相关技术的研发

尽管超滤膜技术在水资源的纯化处理上已被广泛使用，但是超滤膜技术还是在不断地被优化改良。例如，超滤膜技术与活性炭处理技术相结合，利用超滤膜技术的不易降解特征，又可通过活性炭装置对污水进行双重过滤，进而提升整体的净化效果。

5 超滤膜技术在环境水处理的应用前景

5.1 开发新滤膜

鉴于超滤膜技术无污染、环保、高效除杂的特点，该技术被广泛运用于污水处理过程中。污水处理是一个持续的过程，在利用超滤膜持续去除杂质的过程中，空隙会残留较多杂质，对超滤膜进行清洗的过程中，杂质难以去除。部分厂家为有效去除杂质选择的化学试剂反而会对水体产生二次污染。随着经济社会的发展，推动工业的发展，以及对环境工程中废水处理的迫切要求，超滤膜的研发将成为污水除杂领域中的佼佼者。应开发新一代的滤膜技术，提高超滤膜对酸碱的耐受性及可回收性，降低整个超滤膜技术在水资源利用上的成本，增加纯净水的便利性及纯净水的效果。

5.2 超滤膜的理想组合

虽然单纯地依靠超滤膜技术在纯化污水的过程中已经取得了较好的成果，通过超滤膜有效清除了水体中的大量有机物、无机盐及各种微生物。但随着社会工业的不断发展，工业及生活污水的成分也越来越复杂，超滤膜技术在单独应用时具有一定的局限性，因此，在具体的污水处理项目中，常需要将滤膜技术与一种或几种其他的纯水技术综合起来，通过技术合作，进一步提高对工业废水、生活废水等的处理效率。超滤膜技术与CSAA 废水处理、MBR 和沉淀设备等相结合，在废水处理和海水淡化中有着重要的作用。

6 结束语

目前环境废水的种类繁多，对当前环境水的处理也面临着各种各样的挑战。为了进一步提高对环境废水的处理速率及处理效果，各单位正在积极地推广超滤膜技术。通过对不同的应用场景选择合适的超滤膜技术，提高废水处理效率。现如今，全社会对水资源的需求日益增加，通过使用先进的超滤膜技术，对各种废水进行高效处理，可以满足人们对高质量饮用水的需求，进一步缓解水资源面临的短缺。利用超滤膜技术对城市污水进行处理，不仅可以帮助人们获取优质的水资源，也可以加强环境保护，减少有机物、无机盐离子等对环境造成的污染，可以更好地保护人们赖以生存的环境。在应用超滤膜技术进行水污染杂质的去除时，可利用超滤膜技术过滤水体中的污染物。在环境工程中积极地使用超滤膜技术。可以有效地保护水资源，提高国家全面应对水资源危机的能力。通过不断优化改良超滤膜技术，将进一步保护我国的生态资源，为人们提供更加美好的生态环境。