浅谈环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用

【摘要】随着经济社会的快速发展，现代化建设在取得巨大成就的同时，环境污染问题越来越严重，环境问题已经成为社会发展的重要影响因素。近些年来，人们对环境污染问题越来越敏感，人们更渴望在经济发展的同时拥有碧水蓝天。环保工程可以实现对废水的有效处理。超滤膜技术是有效的环保工程水处理技术，对废水处理影响深远。超滤膜水处理技术具有良好的物化性能和分析性能，能够满足环境工程水质要求。超滤膜技术可以实现对水的净化、浓缩、分析，有效实现水体净化，并且成本低，有着较好的发展前景。通过对超滤膜的技术创新，可以促进科技创新，逐步转变经济发展方式，促进企业健康发展，企业在获得经济效益的同时获得社会效益、生态效益。本文通过对超滤膜技术相关理论与特点的分析，对超滤膜在工业废水处理中的应用和存在的问题进行分析，进而提出超滤膜技术应用策略，以期提高超滤膜技术的发展。

【关键词】环保工程；水处理；超滤膜技术

引言

在工业领域超滤膜技术得到广泛的应用，随着环境污染问题的加剧，水资源受到了严重的污染，需要采取相应的措施对水资源进行处理，才能满足人们生产生活的需要。与传统的城市饮水净化技术不同，超滤膜技术更加环保，因此受到人们的青睐。

1、超滤膜技术概述

1.1 超滤膜技术的基本原理。一般认为超滤是一种筛孔分离过程，在静压差为推动力的作用下，原料液中溶剂和小分子溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，一般称为滤出液或者透过液，而大粒子组分被膜做阻拦，使它们在滤剩液中浓度增大。超滤膜可以从料液物质中分离大分子化合物（蛋白质，聚合物，淀粉，天然胶和酶等），胶体分散液（粘土，矿物料，乳液粒子和微生物等），乳液（润滑脂，洗涤剂以及油水乳液），从而实现对水质净化和浓缩并分离出相关溶液的技术。超滤膜技术在应用中主要处在微滤和纳滤之间。超滤膜工作原理主要体现在一定的压力下进行过滤的半透性的膜。在压力的作用下，溶液中的溶剂和低分子量的溶质会通过超滤膜上的孔洞到达膜的另一侧。在进行过滤时，溶液中的无机盐和小分子物质会通过。大分子物质和胶体会被超滤膜吸附，从而实现对水的净化。

总之，超滤膜对除去水中的微粒，胶体，细菌，热源和各种有机物有较好的效果，但它几乎不能截留无机粒子。

1.2 超滤膜技术的特点。一定程度上说，超滤膜具有多样化的特点。第一，超滤膜技术自动化程度较高，操作便捷，运行费用较低。系统的安全稳定性能较好。第二，超滤膜技术可以对溶液中的杂质进行彻底清除，从而提高水处理的质量。第三，超滤膜材质的化学性质稳定，可以经受酸、碱等化学物质的影响。第四，超滤膜技术能够实现对工业废水处理，从而减少水资源的浪费，减少对环境的污染。超滤过程中不需要添加化学药剂，不会出现水体二次污染。

2、超滤膜技术在工业废水处理中的应用

在环境污染日益严重的今天，超滤膜技术应用范围非常广，生产生活的每一个角落都有超滤膜的存在。超滤膜在环保工程处理水，保证了人们引水安全，同时也满足了现代社会发展的需要。

2.1 工业废水的处理。随着经济社会的发展，在取得辉煌成就的同时，也出现了环境污染、气温升高、环境恶化等现象。我国经济长期发展方式粗放，资源利用效率低，造成的环境污染严重，这种牺牲环境为代价的发展，损害了我国的长远利益。国家审时度势，提出经济发展新常态，更加重视发展的质量，在发展过程中减少对环境的影响，低碳环保成为社会的主旋律。此外，环境问题是一个全球性的问题，每个公民都应意识到环境的重要性。工业发展排放的废水、废弃、废物造成了严重的环境污染，工业废水是造成环境污染的罪魁祸首。工业企业在生产过程中，为了减少成本，不重视环境保护，直接排放工业废水，造成了严重的环境污染。对工业废水进行合理处理可以减少环境污染。

使用超滤膜技术可以对工业废水进行处理。超滤膜技术能够清除废水中的污染物。过滤过的工业废水可以再次在工业生产中使用，从而提高水资源利用效率。对废水中过滤出来的有机物、无机物可以进行回收利用，从而减少资源的浪费，节约了企业生产成本。在使用超滤膜技术时，需要根据废水的特点采取合理的措施，提高废水处理效率。

2.2 工业废水处理的一些具体应用。工业废水处理在众多领域都有涉及。对造纸废水处理，在处理过程中，对废水中有毒物质进行漂白，可以对废水再利用，提高水资源利用效率，对废水处理收集到的木素产品进行开发利用。电镀工业中需要消耗大量水资源，使用反渗透技术和超滤膜技术将废水中的无机物过滤出来，硝酸盐、有机碳等，可以避免对水体造成大面积污染。工业含油废水处理中，由于含油废水种类不同，需要有针对性地采取措施。对浮油、散油处理比较容易，可以使用多种技术方法进行处理了，活性炭吸附、凝结积定技术等都是有效的处理方式。含乳化油的工业废油处理比较复杂，可以使用粗粒化法和重力分离方法进行油水分离，使用超滤膜技术能够将有机物渗入到膜中，进行油水分离。

3、超滤膜技术在环保工程其它方面水处理中的应用

3.1 居民饮用水的处理。随着经济社会的发展，人们生产生活产生大量废水，水资源受到了严重的污染。饮用水事关人体健康，采取有效的净化措施对饮用水净化在生活中很常见。在对饮用水净化时，超滤膜技术可以提高水质，清除饮用水中的各种病原微生物，在对饮用水中的有害物质和有机物进行过滤。饮用水净化主要通过混凝沉淀法进行。居民饮用水使用超滤膜技术和CASS技术相结合的方法，能够高效净化污水，净化效果达到90%。这种混凝沉淀法处理之后的水可以直接回收利用，保证了饮用水安全，也提高了水资源利用效率。

3.2 超滤膜技术在海水淡化方面的应用。海水储量丰富，但是利用效率较低，海水利用需要先进行淡化处理。随着陆地淡水资源的短缺，海水淡化技术已经成为解决的当前水资源紧缺的重要途径。为了实现海水淡化，研究人员采取了一系列措施。海水淡化技术应运而生，电渗技术等均是有效的途径。但是海水淡化处理技术也存在很多弊端，电渗技术可以对海水进行淡化处理，但是消耗水资源量大，效率较低。使用中控纤维的超滤膜能够对高度污染的海水进行处理，有着非常明显的优势。将超滤膜同反渗透技术相结合，可以有效提高海水净化效率，将其中的杂质有效清除。超滤膜分离性能和物化性能优越，在海水淡化中，超滤膜技术能够实现对水质的有效控制。

4、超滤膜技术在环境工程水处理应用实践中存在的问题

4.1 净水处理过程中形成超滤膜污染。在使用超滤膜技术进行水处理时，会出现超滤膜污染，造成通过超滤膜的水量减少，能耗逐步增加，水厂生产成本升高。。净化过程中超滤膜受到重度污染，需要使用化学药剂进行清洗，但是我国自来水厂大约每5个月才进行一次超滤膜清洗。超滤膜清洗时比较复杂，并且还要使用化学药剂，会对周围水质造成再次污染。自来水厂的超滤膜应加大对超滤膜的维护，从而延长超滤膜的使用周期，降低清洗频率。

4.2 超滤膜技术能源损耗。超滤膜技术在进行水资源处理时需要有足够的动力进行驱动，一般都是采用压力进行驱动，驱动过程中如果能量损耗较大，会造成工作效率下降，增加水资源处理成本。在进行超滤膜设备选择时，要仔细查看其能耗情况，选择能耗低的产品，采用低碳环保的方式进行动力驱动。

4.3 超滤膜处理技术组合选择缺陷。超滤膜技术对自来水厂的生产成本和超滤膜污染情况有直接的影响，在进行水处理工艺选择时，要对现场情况进行仔细考察，根据水源特点选择水处理工艺。定期总结水处理经验，一些水硬度较大，无机盐含量比较高，也可以使用双膜净水处理工艺，水质比较好的地区建设水处理厂，在水源处进行直接抽取，可以不经过繁多的加工工序，缩短水净化流程。也可以使用超滤代替传统的滤池过滤，从而减轻过滤膜对水的污染，缩短水资源净化设备的面积，节约生产成本。一些原水受到污染，需要除掉水中有害物质之后再进行处理，需要传统的净水处理和深度处理以及超滤膜净水处理相结合。这种处理方式，需在原有的净化处理厂的基础上新建净化处理设施，增加了净化处理成本，净化环节增加，成本较高。这种处理工艺可以在经济比较发达地区使用。

5、解决超滤膜存在问题的措施

5.1 研发新生代滤膜。传统超滤膜受到污染后，继续使用会导致水质受到二次污染，对超滤膜进行清洗需要使用化学药剂，操作难度大。通过对超滤膜进行研发，提高通水量，提高抗污染能力，延长超滤膜的使用寿命，减少生产成本和使用成本。

5.2 提升超滤膜清洗处理水平。超滤膜清洗难度大，在对超滤膜进行清洗过程中要对超滤膜污染问题进行区别对待，提前做好各项准备，当超滤膜污染超标时，及时地进行超滤膜清洗。自来水厂在对进行水源地选取时，要对原水水质进行合理分析，采取适宜的净水处理技术，采取对超滤膜污染小的水处理方式。

5.3 完善超滤膜处理技术组合。随着对自来水处理研究的深入，传统的自来水处理技术弊端越来越凸显，超滤膜技术优势明显，并且可以适应水体波动的特点。超滤膜在进行水体处理时会截留大分子物质，对一些易溶解的有机物、盐、小分子等有机物的截留效果不理想。科学家将超滤膜和其他工艺进行结合，结合后的工艺对水的处理效果大幅度提升，因此要加强超滤膜同其他工艺的结合。

5.3.1 加强超滤膜与粉末活性炭的组合工艺的应用。研究人员在对超滤膜和粉末活性炭组合工艺的研究中，发现投入粉末活性炭之后膜的稳定运行时间得到延长，但是通量会随之而下降。活性炭的投放量对超滤膜的过滤阻力几乎没有影响，随着活性炭投放量的增加，对水体中有机物的过滤效果得到提高，两者存在互补关系。并且这种工艺可以对水浊度进行调节，抑制水的致突变活性。此工艺可以降低有机物的浓度，消毒过程中减少三卤甲烷和四氯化钛的生成量。超滤膜和粉末活性炭组合中，能够明显提高超滤膜的工作效率。

超滤膜和粉末活性炭的组合中，活性炭可以对超滤膜进行预处理，从而明显提高超滤膜对有机物和消毒副产物的处理效果。大量实验表明，此工艺能够去除大部分有机物，但是水通量不能增加。因此，要对此工艺进行继续研究，增加膜的水通量，提高对污染的抵御能力，才能提高超滤膜的水处理工艺水平。

5.3.2 加强混凝剂超滤膜组合工艺的应用。使用混凝剂可以减少超滤膜中空纤维膜的污染，并且混凝剂效果显著，可以明显降低跨膜压差的增加，提高对有机物的去除效果。混凝/超滤膜组合工艺可以对水中任一种有机物进行清除，对浊度去除率较高，对TOC的去除率也在50%左右。此工艺对水的利用效率在80%左右，并且能够引入生物，将生物同工艺进行结合，水体净化效果更显著。

5.3.3 加强对工艺的创新研究。世界各国对以上两种工艺的研究较多，并且效果明显。也可以将两种方法进行结合，超滤膜和粉末活性炭，同紫外线消毒工艺融合，能够进一步提高超滤膜的过滤能力，并在过滤过程中对小分子物质进行吸附，减少紫外线消毒的副产物。这种工艺可以降低水体的浊度，保证产水水质。吸附/超滤膜工艺能够对水中的氟元素进行过滤，选择适当的活性氧化铝颗粒，减少膜区的曝气现象，沉淀区和反应区的回流比控制在0.5左右，可以提高对氟元素的去除效率，并且超滤膜的污染量少，超滤膜工作时间长。

6、结语

超滤膜技术是有效的环保水处理技术，对废水处理影响深远。超滤膜水处理技术具有良好的物化性能和分析性能，能够满足环境工程水质要求。超滤膜水处理技术能够减少水中的胶质、悬浮物，有效解决水资源污染和匮乏的问题，超滤膜技术的成本低，拥有较好的经济效益。通过对超滤膜的技术创新，可以促进科技创新，逐步转变经济发展方式，促进企业健康发展，企业在获得经济效益的同时可以或的社会效益、生态效益。超滤膜技术的不断完善，能够提高供水企业供水安全，满足企业发展的需要。

参考文献：

[1]任海静，石春力，卢珊，孔祥娟.饮用水深度处理中的绿色工艺——超滤膜处理[J].建设科技，2015（13）：50-52.

[2]王频.超滤膜技术在环境工程水净化处理中的应用[J].资源节约与环保，2015（03）：62.

[3]陈亦力，肖宏康，赵晔.膜分离技术在解决中国三大水环境问题中的应用[J].新材料产业，2014（02）：24-27.

[4]杨方威，冯叙桥，曹雪慧，李萌萌，段小明，韩鹏祥. 膜分离技术在食品工业中的应用及研究进展[J].食品科学，2014（11）：330-338.

[5]汪巡，朱友利，王琳，施永生.以中空纤维超滤膜技术为核心的组合工艺在水处理中的应用[J].化工新型材料，2012（06）：154-157.

[6]赵雪莲，翟东会，王凯.超滤膜技术在自来水处理中的研究与应用进展[J].北京水务，2011（06）：41-45.