水处理膜技术发展现状及趋势分析

水处理膜技术发展现状及趋势分析

王兴文

中冶北方（大连）工程技术有限公司  辽宁大连 116600

摘要：水资源作为保障我国居民日常生活的重要资源，水环境的控制也成为城市建设和发展过程中的主要工作。因此在城市环境工程的建设过程中，需要利用先进技术来对水环境进行有效处理，避免水环境对城市居民造成不良影响。加强对水资源处理技术的优化对于提升我国水资源利用效率，缓解水资源紧张问题来说具有重要意义。水处理膜技术作为当前在水处理工艺当中得到广泛认可的一项技术，对提升水资源利用效率来说具有重要作用。

关键词：水处理膜技术；发展现状；发展趋势

1超滤膜技术的概述

1.1基本原理

在环境工程水处理中融入超滤膜技术时，需要加强对技术原理的深入性解读，之后优化现有的水处理方案，全面增强水处理效果。在超滤膜技术使用的过程，主要运用压力将溶液中的溶剂和分子量较低的溶质从小的孔隙中传送到膜的另一边，去除水中的各项杂质，达到良好的过滤效果。在实际处理过程中主要的机理为筛分作用，同时配合超滤膜表面含有的化学性质，在静电作用下过滤和节流其中的物质，从而满足水处理的要求。在实际处理的过程中，一些分子较大的溶质和杂质被留在膜的另一边，一部分溶剂通过超滤膜中的较小孔进入到接下来的处理环节中。构建更加稳定的超滤膜技术实施模式，为环境工程水处理工作的顺利实施提供重要基础，同时也可以降低水处理中化学药品的使用量，满足绿色环保的要求。超滤装置工艺流程如图1所示。

图1 超滤装置工艺流程图

1.2超滤膜水处理技术的种类

（1）短流程技术

短流程技术是超滤膜技术相对有效而且使用广泛的技术之一，该技术主要是将多种净水技术和超滤膜处理技术相结合，属于一种综合性的水处理方案。不过这种方案相对来说有着很大的限制，需要在水质较好、水污染不高的区域使用，否则很难完成水处理工作。不过该技术相对来说成本较低，能够有效节省人力物力，传统自来水厂只需改造后便可以使用，能够有效应用于污染程度较小的地区。

（2）双膜处理技术

双膜处理技术指的是利用两层超滤膜展开水处理工作，或者是将超滤膜和反渗透的过滤膜结合使用，该方法使用率同样比较高，能够应用在污染程度较高以及水中含盐量高的地区，而且效果非常好。相对于传统技术无法处理污染严重以及含盐量高的水质来说，双膜处理技术更有效，也更加简单。双膜处理技术能够对水资源进行双层净化，以确保净化后的水质更加优质。在双膜处理技术得到应用之后，大部分地区污染严重的水质得到了有效的处理，大大节省了当地用水成本。

（3）组合技术

组合技术主要是将短流程技术和双模技术结合使用，利用两种技术的共同优点来对水环境进行处理。组合使用能够更好地对水环境进行治理，是目前最理想的超滤膜技术之一。不过由于两种技术的组合建设成本较高，因此目前未得到有效的推广和使用。所以在我国的水环境处理工程的未来发展过程中，应当对组合超滤膜技术进行优化和研究，提高组合技术的应用效率，降低超滤膜技术的应用成本，确保超滤膜技术能够更有效地应用到我国环境工程的水处理建设工作中。

（4）新型超滤膜技术

虽然超滤膜技术为绿色无污染技术，不过在应用一段时间后也会受到一定的污染，此时的超滤膜便很难再进行水处理工作，不然则会对已经净化的水资源造成二次污染。因此对超滤膜的更换工作是非常重要的，同时还需要加强对超滤膜新技术的研究，促进超滤膜的更新换代。在对新型超滤膜的研究过程中，首先需要延长超滤膜的使用时间，并且提高超滤膜的滤水效果，同时还需要严格控制超滤膜成本，积极研究新材料的应用，而且还需要提升超滤膜的抗污染能力，以确保超滤膜的使用效果能够得到不断提升。

2国内水处理膜应用状况

与西方发达国家相比，我国水处理膜相关技术应用起步较晚，就目前来看，主要应用领域集中在生活污水以及工业废水的处理以及工业生产需要的软化水、超纯水等，微波、超波、反渗透等工艺在国内应用较为广泛，同时这一类技术之间通过相互组合的方式在水处理领域能够得到广泛应用。伴随着这些技术的不断成熟，应用范围得到不断拓展，在水处理技术中发挥着十分关键的作用，不仅如此，由于国内政府关于污水处理方面的标准，也在不断完善和更新过程当中，这也就使得越来越多的技术成果得以被运用到生活实践当中来。随着国家对有机污染物含量要求的进一步提高，对双膜法、全膜法等集成膜分离技术的应用越来越广泛，特别是对于一些特殊工业废水处理，表现出极强的处理能力。

例如某水处理膜生产企业引进了双膜法和全膜法技术，并通过膜材料和其他水处理设备的配合使用从而提升了数据处理的实际效果。利用双膜法技术能够有效的实现深度脱盐，从而进一步提高进水水质，全膜法者通过两种以上水处理膜的配合，进一步强化对污染物的去除能力，在超纯水的制备过程当中，这一技术得到了广泛运用。

3环保工程水处理中应用超滤膜技术发展现状

3.1优势

利用超滤膜技术处理环保工程水，可提升水质，增强水质稳定性。出水浊度与原水质差异较小，通常不会高于0.1NTU。出水微生物较为安全，水中细菌及隐孢子虫会被超滤膜截留，消毒时不会产生较多副产物，出水化学安全性高。超滤实施前，混凝剂添加量少或无需添加，出水中铁、锰等金属含量不会超限。超滤水厂可通过组件的适度增减灵活调控供水规模，水厂扩建也极为便利。超滤工艺简单，压力是主要驱动力，操作过程便捷、维修控制简单，可缩短水处理周期，减少占地面积，显著提升水处理效率。

3.2劣势

超滤膜技术并非对所有物质均能做到高效处理，在氮、氨等具备高溶解性物质处理方面效果并不理想。超滤膜技术应用时，对环境应用条件要求较为严格，超滤膜需要放置在具有遮挡的位置处，不可被阳光直射，否则会影响过滤效果。此外，超滤膜不可应用于冰冻环境中。

4水处理膜技术的应用

4.1超滤膜技术在生活污水处理中的应用

在日常生活中很多活动均会产生废水，生活污水的产生场所有厨房、浴室等区域。生活污水含有大量无机盐，虽毒性较低，但如果生活污水未经处理直接进行排放，当排放达到一定量时，就会超出地表水体的自净能力，造成水体污染，常见问题是水体富营养化。目前，人们环保观念加强，对生活污水的净化处理也逐步重视。随着超滤膜技术的应用，对生活污水的处理效率有了极大提高。在生活废水处理过程中，超滤膜技术与其它技术结合，以确保废水净化效率，有效去除有害物质，进一步净化至相应回用标准后，可用于农业灌溉等领域。从提高污水处理效率来看，在进行污水处理时，先要对污水中杂质进行预处理，再应用超滤膜技术进行过滤。在此过程中，技术管理人员需要注意污水的分质分类收集、处理，从而提高超滤膜的净化效率，亦可节约处理成本。在提高污水处理及回收效率方面，技术管理人员要重点安装水循环系统，以对应用超滤膜技术处理的污水进行回用。

4.2超滤膜技术处理食品工业废水的应用

近年来，社会经济发展迅速，生产和生活水平提高。在此背景下，食品工业顺应了发展的需要，品种不断改进和增多，以满足人们的生活需要。但在食品生产加工过程中，会产生大量的污水，这些废水中存在大量的有机悬浮物，若不加处理直接排放，就会直接导致水体富营养化问题，使水体的含氧量降低。这种情况下，水生生物难以生存，对生态生物多样性构成威胁，严重破坏了生态平衡。另外，废水中的悬浮物会推移沉淀至水底，厌氧发酵产生强烈的异味，会严重影响水体质量。此外，食品废水中含有的乳糖具有一定的回收价值。因此，在处理食品行业废水过程中，可将该物质分离出来，以提高资源的利用率。由于超滤膜污水处理技术的良好除菌效果，其被广泛应用于食品行业的污水处理工作中。而且，该技术不仅能快速去除污水中的微生物和杂质，还能有效回收污水中具有利用价值的物料，在减少废水处理成本的同时，也能有效保障废水处理的效率。由此可见，应用超滤膜处理技术，净化食品加工工业的废水，能全面提高其污水处理的效果，符合社会经济持续发展的目标，同时提高资源利用率。

4.3在海水淡化中的应用

全球水资源总量中，约70%为海水，海水含盐量较大，难以饮用，必须要通过海水淡化处理来解决当前水资源供应不足的现象。我国的海岸线较长，具备良好的海水淡化处理的地理条件。海水中富含微生物，同时细菌及杂质含量也较高，与其他水处理相比，海水淡化处理难度更高。在超滤膜技术应用下，可实现规模化的海水淡化处理，既能提高海水淡化效率，也可实现处理成本的有效节约。可通过超滤膜技术应用实现大量海水的有效淡化，为居民提供充足的饮用水源，缓解水源危机。

4.4在饮用水净化中的应用

居民饮用水中存在水蚤、红虫、贾第虫及隐孢子虫，且存在藻毒素或生物稳定性问题。饮用水企业需利用超滤膜技术进行饮用水净化处理，其不仅能够将水中含有的水蚤、藻类有效去除，还可消除水中的原生动物及病菌微生物，有效分离悬浮物及各种杂质，还可改善水浊度、去除氨氮，使饮用水的质量达到摄入标准，从而满足居民对水质的高要求。

5水处理膜技术的发展趋势

5.1制作工艺水平的提升

在生产水处理膜的过程当中，膜材料是膜质量的重要保证，因此想要进一步提升膜技术水平，就必须要在材料上有所突破。现如今许多膜生产企业为了进一步提升膜的耐久度，在进行设计的过程当中，常常会尝试利用各种新的技术手段来提高膜材料的品质，提升产品的性能。从目前膜技术的发展趋势来看，未来水处理膜技术研发具有寿命长、消耗小、抗腐蚀等特点，越来越多的学者也开始将更多的注意力集中在这些方面。

5.2提升膜性能

最终所制得的膜产品的质量在很大程度上将决定水处理的效果，因此想要进一步提升水处理效果，就需要对于膜产品的质量进行深入研究，尝试找出提升水处理膜性能的方法。就目前来看，在某产品开发的过程当中缩小成本，降低预处理要求是当前在膜产品开发过程当中最主要的方向。除此之外，膜产品能否抵御污染也是生产者以及消费者十分关注的问题，膜产品的应用领域十分广泛，特别是在工业领域有着十分广泛的用途，工业领域的水处理膜要求其具备一定的抗腐蚀性，才能够很好的适应工作环境，延长使用寿命，降低损耗。因此对于当前膜生产工艺，应当要与新型的科学技术进行高效融合，对于膜产品的结构进行不断优化设计，从而来有效提升膜产品的质量，让膜产品能够适应更加多变的复杂环境。

5.3膜技术应用水平的提升

在当前发展膜技术的过程当中，除了要对膜材料进行改进，同时提升膜性能之外，重视膜产品的应用水平的提升也是水处理膜技术的发展趋势之一。相关的科研人员在开发膜产品的过程当中，必须要注重膜产品在应用领域的进一步拓展，随着我国关于水处理方面的相关标准不断完善和更新，在膜产品开发过程当中也出现了新的变化。

膜产品组合工艺的进一步提升是水处理膜技术在研发过程当中所必须要考虑的问题，同时水处理膜技术能否满足现实中的各种复杂环境，能否满足多样化的市场需求，也是相关从业人员在进行设计研究过程当中所必须要考虑的。例如针对水处理过程当中的盐以及重金属杂质，可以考虑开发微滤膜；对于一些酸性或者碱性液体则在进行研发过程当中重视生物膜的开发，着重提升生物膜对高浓度酸碱物质的耐受性；而对于高温环境下的水处理，则应当要开发耐高温的生物膜。除此之外相关研究人员也应当要综合运用多种水处理膜，从而提升产品的处理效能，例如可以将生物膜与膜法进行有效搭配使用，通过这样的搭配既能够提升水处理膜的性能，也能够降低能源的损耗，提升资源的利用效率。

6提升超滤膜技术改善污水处理质量的相关策略

6.1全面做好污水净化系统的处理

为提高污水净化处理水平，技术人员要加强对生活用水管道的安装工作，防止饮用水在净化过程中受到二次污染。国家还要制定合理的饮用水使用价格策略，控制好人们的用水行为，提高节约意识。为避免有害重金属物质对生活饮用水造成污染，可积极推广超滤膜技术，构成多膜反渗透系统，以全面保证生活饮用水的质量。在对生活或工业用水净化处理时，要进行合理的区分、分质。首先，不同类型的污水要有单独管道，分别进行处理。如废水处理和过滤要以特定方式进行，它取决于污水水体的颗粒和离子类型。其次，应针对不同废水建立特定的过滤指标，如针对消费需求过滤或生产用水过滤等。

6.2全面做好污染源的排查监督工作

由于不同的废水类型要使用不同的超滤膜处理技术，因此，技术管理人员必须要做好水污染源的排查工作，以全面保证水体污染的防治效果。通过加强对现场的检查，建立水污染情况专项数据，利用信息化技术进行分析，以作出合理的污水处理技术安排，如对水箱和阀门进行调整，以适应局部区域污水处理的要求。

6.3加强相关技术的研发

超滤膜技术可与活性炭处理技术相结合。虽然超滤膜技术在使用后不易降解，但由于市场对该技术的需求很大，而企业又没有足够的生产力，导致应用超滤膜技术成本较高。为了控制其使用成本，可组合使用活性炭过滤装置，以达到污水双重过滤的效果。

结束语

水资源是地球上最宝贵的资源之一，因为它的总量是有限的，同时可供人类使用的总量则是少之又少，也正因如此在使用水资源的过程当中，必须要重视提升水资源的利用效率，只有这样才能够真正实现资源的可持续发展。因此加强对于水处理技术的研究显得至关重要，而水处理膜技术的出现，能够有效的提升水处理水平，提升资源的效率。

参考文献

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[2]张珊，邓运全，孙林.超滤膜技术在环境工程水处理中的应用探究[J].皮革制作与环保科技，2021，2(3)：50-52.