环境工程水处理中超滤膜技术的应用探讨

环境工程水处理中超滤膜技术的应用探讨

郭利

安徽奥创环境检测有限公司 安徽省阜阳市 236000

摘要：环境保护问题越来越受到社会的高度关注,环保工程建设的重要性也日益突出,为了高效处理水污染问题,提高水资源循环利用效率,降低对环境带来的破坏,超滤膜技术的普及是非常必要的,它具有明显的应用优势,且适用性较强,为水处理提供可靠的技术支持,可实现废水的深度净化,提高了水资源的安全性。

关键词：环境工程；水处理；超滤膜技术；应用

当前水资源短缺与污染问题不断加重,对人们的生产生活造成重要影响,如果任由其进一步恶化,必将影响人们的健康与生态环境。当前环保工程建设正处在关键时期,水处理的迫切性越来越强,并且难度也越来越高。应在全面了解水资源的现状,满足水处理当前需求的基础上,研究先进的水处理技术,不断革新传统的水处理方式,超滤膜技术在废水处理方面的不断发展积累了丰富的经验,并且具有广阔的应用前景,更好地运用该项技术并将其不断创新与完善,使水处理技术不断提高,从而促进水资源的可持续发展。

1超滤膜技术的使用意义

超滤膜技术在水体处理过程中，发挥着重要作用。超滤膜技术的应用，将污染水体在压力的作用下不断通过超滤膜，将污染物与水体充分分离，起到净化水的作用。这种技术在应用过程中，由于超滤膜的表面含有很多供分子和原子通过的小孔，在压力的作用下，水分子会通过超滤膜流到另一侧。

经过超滤膜的过滤，得到可以供人类使用的水资源，实现了水资源的综合利用。在超滤膜技术使用过程中，有效分离目标液体，实现水资源的净化。目前，超滤膜技术处于微滤和纳滤之间，可以有效将水资源内部的杂质及时分离。

首先，超滤膜技术在工业应用中，可以及时将水中的杂质过滤，具有较高的效率。这种技术的应用，可以有效节省能源，实现水质的提高。一般而言，过滤之后的水体残留的杂质含量很低，能够供人类直接使用。其次，该技术的使用有效运用了物理技术，避免了化学药物的污染，给水体造成二次污染。最后，超滤膜的使用方式简单，不需要特别复杂的操作，可以大规模推广。

2超滤膜技术的特点

2.1水质优化效果好

首先,它有具有较强的稳定性,在耐高温方面表现比较出色,在水处理过程中能够比较全面的清除与过滤各种杂质,减少化学药剂带来的不良后果,避免二次污染,还能使微生物出水后安全性高,不用投放过多的混凝剂就能够将水体中的悬浮物有效地去除,具有良好的水质优化效果。

2.2成本低、操作简单、易于维护、应用前景广泛

超滤膜是使用当前较为先进的工艺设计,其集成化程度较高,并且具有生产周期短,成本较低的特点。在实际使用过程中,能量消耗较少,自动化程度高,操作简单方便,且运行速度快。并且由于其覆盖面积不多,因此维护起来也相对方便快捷。我国水资源相对匮乏,水污染较为严重,在环保工程建设越来越被重视的今天,水体过滤和处理也是备受关注,超滤膜技术的各项优势,使其很快占成为了国内水处理的主流技术。但是目前,超滤膜技术的运用仍处在初级阶段,具有非常大的成长空间,如果能将技术进一步提升与完善,其优势会更加显著。

3超滤膜技术存在的不足

3.1实际应用中存在的不足

3.1.1难以处理家庭和工业废水

超滤膜技术难以处理油脂，很难将油脂进行过滤，因为油脂分子的直径非常小，所以也能够透过超滤膜，最终造成过滤效果非常差。家庭废水中，人们在烹饪的时候产生的废水就含有大量的油脂，之后会使用具有乳化作用的洗洁精来清洗餐具，被乳化的食用油也难以过滤，会影响超滤膜技术的发挥。工业产生的优质废水是一般通过过滤法来处理，但是有些分子直径小的油脂会难以去除。

3.1.2重金属

重金属污染是影响范围最大、对生态的破坏性最强的污染。由于重金属污染所产生的有毒物质不能自然降解，并且生物在饮用了含有重金属的水源时，有毒物会在体内不断积累，导致具有毒性的重金属大量传播，影响生态系统的平衡。重金属离子也很难通过超滤膜技术进行过滤，有些重金属污染物甚至会对超滤膜造成污染，影响后续的污水过滤工作。

3.2超滤膜技术本身存在的不足

3.2.1水污染的差异性增大了使用难度

不同的水污染是存在一定差异性的，比如工业生产一般会排出由重金属污染的废水，对周围的水域造成严重的破坏。但是，不同的重金属元素在化学性质上也有区别，面对种类复杂的重金属，使用超滤膜技术进行净化过滤有非常大的难度。在使用超滤膜技术时，必须要对金属离子进行识别和检验，所以操作起来比较麻烦。生产废水也会含有一定量的重金属离子，同时也包括很多其他成分的杂质，必须要进行处理才能够获得比较好的处理效果。

3.2.2起步晚导致的技术不成熟

超滤技术虽然在十八世纪就已经出现，在十九世纪就已经研制出了超滤膜，并且随着超滤相关的技术高速发展，推动了超滤技术的成熟。但是国内在超滤膜技术上的研究比较晚，影响了实际应用情况。我国在引进超滤膜技术之后发展时间有限，导致该技术在实际应用中并不广泛，多数时候还是习惯于使用传统的方法。

4常见超滤膜技术

4.1短流程水处理技术

目前,短流程水处理技术是我国大部分地区使用最多的技术,简而言之,这种方式就是将各类水净化技术相结合,从根本上提升水处理技术的效率性以及综合性。在实际应用过程中我们发现,这种处理技术对于水质的要求较高,但是对于设备规模的要求较低,因此,在使用该技术完成水处理净化工作时,需要结合具体的方式对其进行建设:

首先,需要对原本陈旧的水处理厂进行改造与升级,全面控制降低该技术在实际应用过程中消耗的成本,保证能利用最小的资金投入获得最大的利润收益。

其次,在建立全新的水处理厂时,工作人员应当实现对本地区的发展情况、污染情况进行深入的分析与研究,并结合这些研究数据与信息进行科学、合理的方案设计,利用这样的方式保证水处理厂的建设效果。在实际操作过程中,工作人员还应当以当前的水质情况为基础对其进行适当的调整,保证短流程水处理技术应用过程的完善化发展,这样能有效提升该技术的使用效果与质量。在对那些比较重要的区域进行净化过程中,工作人员应当提升自身的重视程度,尤其是那些微生物含量较多的部分,更应当成为工作人员关注的重点。

4.2双膜处理技术

作为一种全新的水净化处理技术类型,双膜处理技术主要是以超滤膜技术为基础演变后得到的,其使用的主要原理便是使用双层的超滤膜完成对于水的处理与净化。利用传统的处理技术虽然可以有效净化污水,但是其净化效果却无法与新技术相比。被净化之后的水资源仅能在农业种植或工业生产中使用,根本无法满足人们日常生活用水的需求,对于这样的问题,我们应当充分发挥双膜处理技术的作用,才能有效保证水处理工作的质量与效率。在使用该技术完成水资源处理工作时,不但能有效改善水资源质量,还能有效去除污水中本身包含的那些杂质部分,还能最大程度降低废水中的含盐量,改善城市居民群众用水过程中反应的水质较硬的问题,若能够有效解决该问题,人们便可以保证日常饮水、饮食的安全性。例如一些沿海国家,双膜处理技术已经成为大面积使用的水处理常见技术之一。

4.3代替过滤处理技术

利用超滤膜技术完成自来水厂的水处理工作,能有效替代原本使用效率较低的处理技术,还能提高水净化质量。利用该技术虽然能得到质量较高的水,但如果要完全代替原本的过滤技术,便需要进一步提升对于未净化的水质的要求标准,要保证其中只能含有较少含量的有机物,同时要保证其中包含的氨氯元素极低,若未净化的水中含有较多的杂质,自来水厂的工作人员可以利用净化代替过滤技术,保证水处理工作的质量与效率。

4.4废水处理技术

在对工业废水进行净化处理过程中,往往也会较为广泛的使用到超滤膜技术。例如在处理造纸厂的废水时使用该技术,能有效回收造纸厂废水中可二次利用的资源并实现再利用,能有效避免资源的浪费,还能有效提升水资源的质量,降低企业消耗的成本资金。超滤膜技术本身表现出较为优秀的物理隔离特征,因此,使用该技术能有效分离废水中掺杂的浮油、乳化油等,从而有效提升水处理工作的质量与效率,保护生态环境与水资源循环平衡。

5超滤膜技术在水处理过程中的具体应用

5.1含油污水

从总体上来说，含有油的废水主要分为三类：乳化油、浮油以及分散油[1]。就目前水处理的技术而言，处理浮油以及分散油的技术难度较低，可以使用活性炭吸附、机械分离等技术将油污去除，这些处理技术经过多年的发展已经非常成熟，成本也比较低。但是乳化油的分离工作则存在一定的困难，其原因在于乳化油中含有大量的有机物以及活性剂，油污在水中以微米级的大小存在，因此采用活性炭吸附或者是使用重力分离都无法达到很好的效果，而使用超滤膜技术就能很好地解决含有乳化油的污染处理问题。该技术中所使用的滤膜孔径同样也达到了微米级别，在高压的作用下可以有效实现油水分离。

5.2生活污水处理

城市居民生活所产生的污水量巨大，如何快速有效地处理生活污水已经成了污水处理人员需要面对的一个严峻问题。在采用了超滤膜处理技术之后，通过膜生物反应器对生活污水进行净化，经过该处理器净化的生活污水可到达很高的水质标准，能够直接用于市政用水等方面。此外，由于膜生物反应器设备比较便宜，占地面积也比较小，因此能够在各个城市的污水处理厂中进行大规模的普及。在各个住宅小区内部也能使用，提高住宅小区内部中水回用的效率，减少了城市污水处理厂的工作负担。

5.3电化学工业污水

电化学工业废水中包含有六价铬、铜、锌以及氰化物，对于环境的破坏力巨大。因此对于电化学工业废水的净化历来是水处理工作的重中之重。与其他种类的污水相比，电化学工业废水具有用水量高、可生化性小的特点，废水中的各种重金属物质很难被微生物吸收，因此无法使用生物降解的方式来进行净化工作。就目前的技术手段而言，对于电化学工业废水的处理通常采用的就是铁氧化处理法以及电解法，前者会产生大量的污泥，而且出水色感非常差。而后者虽然处理的效果比较理想，但是耗电量巨大，无法很好地控制成本。而采用超滤膜技术之后，通过与反渗透膜的组合式使用，能够让电化学工业废水汇总的硝酸盐、镍以及有机碳的去除率分别达到99.8%、96.8%以及88%，大大提升了污水处理的效率，而且使用该技术不会消耗大量的电力以及化学制剂，能够有效控制成本。

5.4食品工业污水

食品工业污水主要是指豆制品、乳类制品以及饮料等在加工的过程中存在的废水，这些废水中含有大量的脂肪、乳糖以及蛋白质，这些物质都具有很高的回收价值。同时，食品工业废水中还含有大量的COD以及BOD，如果随意排放会对环境产生严重的破坏。使用传统的生化处理法一方面无法很好地去除水中BOD以及COD，另一方面也无法收集污水中有利用价值的物质。而采用了超滤膜技术之后，这一问题得到了妥善地解决。使用管桩超滤设备以及中空纤维来处理废水，将入口的压力调整至0.18MP，出口压力调整至0.12MP，食品工业污水的浓缩度可以达到1000%，经过实验证明，20升的食品工业废水，在经过浓缩以及离心干燥之后可以获得180g的固体物质，其中蛋白质的含量可以达到40%左右，脂肪的含量可以达到45%，效果显著。

5.5对海水的淡化

我国是淡水资源短缺的国家,人均水资源占有量只有2500m3,约占世界人均水资源占有量的1/4,排在世界第110位,又由于近年环境污染问题日益严重,淡水资源匮乏问题日益突出。如果能将海水资源淡化,将其转化为可供使用的淡水资源,必将极大地缓解水资源短缺的问题。由于海水中微生物会对海水淡化效果产生较大影响,使海水淡化拥有较大的阻力。

经过多年的研究与投入,取得了一定成果,但是技术相对不成熟,不但成本高,能耗高,而且淡化效果差、淡化速度比较慢,基本上无法满足应用要求,直到超滤膜技术的出现。超滤膜技术的物化性能比较强,分离效果比较突出:它具有比较理想的脱盐率,淡化效果可以得到保证,能实现海水一次性转化的目的,并且能源消耗率比较低,具有非常高的应用价值。随着科学技术水平的不断提高,超滤膜技术也不断升级,将超滤膜技术应用到海水淡化工作中,有效地缓解了水资源短缺现象,对社会的经济发展也带来积极影响。

5.6造纸工业污水处理

造纸过程中产生的污染可能危害人体，甚至给生态环境造成严重的损害。超滤技术通过其自身的超滤能力来处理造纸废水中的杂质，如污泥和木质素。与传统的处理技术相比，超滤技术在处理废水后可以利用一些杂质和漂白剂。超滤膜技术在造纸工业污水处理的应用中，可以减少对环境造成污染。

6加强环境工程水处理中超滤膜技术的应用措施

6.1加强单位管理

加强单位管理，保证在超滤膜技术运用的过程中减少差错，减少损失，如果在超越膜技术的应用过程中出现了一些较大的差错，通过加强单位管理，单位内部可以及时进行调整，保证每个工作人员都可以有条不紊地执行自己的工作，减少相应的损失，保证超滤膜技术应用的质量。

6.2提高工作人员职业素质

为了加强环境工程中超滤膜技术的应用，我们需要提高工作人员的职业素质，这也是加强环境工程水处理过程中超滤膜剂的应用的一项重要措施，在超滤膜，在环境工程水处理的应用过程中，我们需要提高相应人员的职业素质，防止其在工作过程中所带来的一些不必要的麻烦，从而影响超滤膜技术在环境工程水处理应用中的质量，相关单位需要重视超滤膜技术应用人员的职业素质，需要定期的对其进行相应的培训，使其掌握相应的知识以及职业能力，提高他们在工作中的效率，保证超滤膜技术在环境工程水处理过程中的应用质量。

6.3加强对技术的研发

超滤膜技术可以和活性炭技术相结合，虽然超滤膜技术经过长期使用并不容易产生巨大的消耗，所以实用性非常强。但是由于市场对于超滤膜技术的需求十分庞大，而目前相关的企业没有足够的产能，这就导致超滤膜技术会受到经济成本的限制。为了能够控制好该技术的成本，就可以将活性炭在超滤膜中使用，这样也能够实现双重过滤的效果。

6.4针对污染源做好考察

不同的污水需要使用不同的滤膜，所以为了确保对水资源的控制效果，就需要做好对水污染的考察工作。通过加强实地考察，专门建立各地的水污染情况数据库，使用相关信息进行数据分析，做好技术的调整。比如可以在水箱、调节阀上进行调整，可以更加符合地区净化要求。

结论

超滤膜技术在目前的应用中还有一定的问题和不足，所以仍然需要提供支持、加强技术研发，促进该技术的发展。在使用过程中，需要针对不同类型的水进行分类，并且制定相应的水净化策略，从而保证超滤膜的水净化效果，也可以和其他技术融合使用，满足市场的需求。

参考文献：

[1]梁正敏.环境工程水处理中超滤膜技术的应用探讨[J].福建建材,2018(04):102-103+50.

[2]金娟,伊李寿.环境工程水处理中超滤膜技术的应用分析[J].化工管理,2018(26):227.

[3]马焕春.环境工程水处理中超滤膜技术的应用研究[J].南方农机,2018,49(21):32-33.

[4]乐见清.环境工程水处理中超滤膜技术的应用探讨[J].江西建材,2019(20):237+239.

[5]郭函君.环境工程水处理中超滤膜技术的应用分析[J].资源节约与环保,2019(01):98-99.