论环境工程水处理中超滤膜技术的应用

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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论环境工程水处理中超滤膜技术的应用

庄志荣

广州华浩能源环保集团股份有限公司510080

摘要:现如今,随着人们生活水平地提高,污水的排放源越来越多,包含的物质也很难进行分析,导致净化起来十分地不易。因此,传统的污水处理技术已经难以满足当前时代发展的要求,而超滤膜技术在环境工程水处理中的应用不仅可以提升分离效率,保证滤过量,并且损耗也相对较好,能够回收再利用,所以超滤膜技术在我国多个方面得到应用,有着良好的应用效果。

关键词:环境工程;水处理;超滤膜技术

1.超滤膜技术概念

超滤膜技术主要是利用膜两侧的溶度差对水资源进行净化,把水中含有的杂杂质分离出去,使用超滤膜技术可以实现水资源的净化分离。而且这种技术与传统的水资源净化技术不同,它可以截留更广的分子量,也正是因为这个原因,所以通过此技术处理过后的水资源安全度极高。不仅如此,通过此项技术还可以很好的处理生活污水以及工程污水。

2.超滤膜技术的特点及优势

超滤膜技术是一项不涉及化学试剂的物理处理技术,超滤膜是研究成熟的高分子分离膜之一。超滤膜污水处理技术与其他污水处理的不同之处主要有:

2.1不需要使用大量化学药物,避免了水资源的二次污染;

2.2超滤膜技术采用了先进的超滤膜来对水进行处理,过滤效果远远超过传统的过滤技术,有效提高了水处理的效率;

2.3超滤膜技术原理简单,过滤过程完全是由过滤系统自动进行,操作方便,需要的设施设备也较少;

2.4超滤膜具有耐酸、耐碱等特点,可以在较宽的pH值范围内使用,因此可以被应用于各种酸碱性的废水处理中;

2.5超滤膜技术温度操作温度主要取决于所处理的物料的化学、物理性质。由于高温可降低料液的黏度,增加传质效率,提高透过通量,因此应在允许的最高温度下操作。

2.6超滤膜技术价格较低,与传统技术相比成本差异不大,但是处理效果更好,总体来说也就更加节约资金消耗。

3.超滤膜技术在环境工程水处理中的具体应用

3.1饮用水净化

当前,随着我国水污染问题的日益严重,我国出现了新的水质问题,如贾第虫和隐孢子虫(两虫)问题、水蚤及红虫问题、藻类污染加剧及臭味和藻毒素问题、水的生物稳定性问题等。而将超滤膜技术应用于饮用水的净化时,其可去除水中包括水蚤、藻类、原生动物、细菌甚至病毒在内的微生物,对水中的致病微生物、浊度、天然有机物、微量有机污染物、氨氮等都有较好的处理效果,能满足人们对水质的要求。例如以混凝沉淀为预处理方法,通过中试试验,对浸没式超滤膜处理东江水的最佳运行方式进行了研究,该工艺通过对水中的致病微生物、浊质、天然有机物、有毒有害微量有机污染物、氨氮、重金属等设置多级屏障,可以使其含量得到逐级削减,最后得到优质饮用水。

3.2造纸废水的处理

造纸废水主要是利用烧碱法对碱进行回收,这种方法不但能够对有用飞物质进行回收,同时在经济上也具有良好的效益。超滤膜在造纸废水中的应用主要是对漂白废水、蒸煮废液和脱墨浆废水处理,利用超滤膜来过滤造纸厂和纸浆中的废水是造纸厂内部冷循环中一种有效的方法。将过滤水、冲洗水和纸浆水通过超滤膜进行改造和纯化,在造纸厂中牛皮纸浆中的黑液中包含了大量的有机和无机混合物,用研究人员通过在超滤膜的表面镀上一层ZrO2的方法从牛皮纸的废水中来分离小分子的木质系,其中大分子的木质素被分离,小分子的木质素最后被电氧化。从中跨越看到这种方法具有良好的应用前景,并且可以解决传统的处理方法中存在的问题。同时在造纸废水处理中为了得到更加纯净的水,常常将超滤膜技术和其它方法相结合,可以有效的去除废水中的沉淀类的多糖物质以及其中的悬浊物以及颜色等其它离子,为进一步的处理废水保持了良好的膜通量。超滤膜在造纸废水中的应用主要是用来对其中的某些重复进行浓缩回收,并且处理过的水还可以得到进一步的应用。

3.3渗滤液的处理

垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液主要来自降水和垃圾堆放过程发酵产生,因而渗滤液的产生量随季节变化较大。根据以往对渗滤液的监测,渗滤液与一般城市污水相比,具有有机物浓度高、金属含量高、水质变化大、氨氮含量高等特点。生活垃圾填埋场渗滤液中污染物主要有以下三个来源:垃圾本身含有的大量可溶性有机物、无机物在雨水、地表水或地下水的浸入过程中溶解的污染物;垃圾通过生物、化学、物理作用产生的可溶性的污染物;覆土和周围土壤渗入的可溶性污染物。超滤膜技术在垃圾焚烧发电厂和生活垃圾填埋场渗滤液处理中的应用主要是利用膜的筛分、截留和吸附等作用去除渗滤液中难降解的有机污染物,这部分污染物通常是生化处理中难以去除的。另外,随着生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889—2008)的启用,渗滤液传统生化处理已不能满足出水要求,越来越多的生活垃圾填埋场已将超滤膜技术应用于垃圾渗滤液处理工程中。

3.4食品废水的处理

在食品废水中含有浓度比较高的有机废水,大部分食品加工厂的废水由于处理方法复杂导致没有经过处理就直接的排放,不仅对环境产生了污染而且也浪费了其中的大量的有价值的营养物质。在食品废水处理中超滤膜技术主要被用来回收有用的物质以及进行预处理等,在鱼类的商品制造过程中容易产生具有高含量的有机物,然后不经过处理之间的排放到大自然中,由于废水中含有大量的有机物会导致水富营养化。国外友人利用超滤膜技术来回收废水中的蛋白质,可以提高食品制造厂的经济效益。将超滤膜技术应用在罐头厂的废水处理中可以有效的去除其中的腐烂物质,结果令人非常的满意。在淀粉食品的废水处理中主要是对其中的淀粉进行回收,将浓缩液采用喷雾干燥方法可以得到加工食品所需要的麸质或者动物的饲料。在一些奶品制作公司或者隔离的厂区可以利用生物技术和超滤膜相结合的方式,可以有效的减少废水中的有机物含量,在应用中的效果也非常的好。

3.5海水淡化

海水淡化技术经过十分漫长的发展,从技术上已经比较成熟,目前主要的海水淡化方法有反渗透(SWRO)、多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和压汽蒸馏(VC)等,而适用于大型的海水淡化的方法只有SWRO、MSF和MED。随着膜技术的不断发展,从19世纪60年代开始膜技术开始应用于海水淡化。但在这一过程中,由于膜污染问题,使得反渗透系统在处理海水方面出现了瓶颈,而超滤膜技术的应用,可有效地控制海水水质,为反渗透系统提供高质量的入水。例如应用中空纤维超滤膜直接处理高浊度海水,该超滤膜的产水浊度平均值为0.11NTU,SDI15平均值为2.4,COD的平均去除率为60.0%,胶硅的平均去除率为89.0%,跨膜压差小于6.0×104Pa,远远小于超滤膜本身最大操作压差2.1×105Pa,该超滤膜对浊度高、变化大的海水有很强的适应性,可以在以高浊度海水为进水的情况下作为海水反渗透系统的预处理装置。

结束语:

总之,通过超滤膜技术来开展水处理工作符合时代发展需求。随着水污染程度的日益加深,有必要使用新型水处理技术来对水资源进行处理,由于超滤膜技术具有一定的安全性,可以起到稳定水质的作用,所以其在我国的投入正在不断增大,比如饮用水的净化、回收食品工业污水的处理、造纸废水的处理、渗滤液的处理、海水淡化等,前景十分广阔。

参考文献

[1]石柳青.超滤在饮用水净化和城市污水深度处理中的应用研究[D].清华大学.2011.

[2]林英姿,史妍.超滤膜技术在饮用水处理中的研究现状.吉林建筑工程学院学报.2014(03).

[3]张安辉,游海平.超滤膜技术在水处理领域中的应用及前景[J].化工进展.2014(S2).