淺談環(huán)保工程水處理過(guò)程中的超濾膜技術(shù)應(yīng)用

趙振江

摘要：在環(huán)保工程領(lǐng)域，更新水處理技術(shù)，改善水污染問(wèn)題，是保障環(huán)境工程用水安全的關(guān)鍵所在。超濾膜技術(shù)是國(guó)家“七·五”、“八·五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，能夠在常溫低壓環(huán)境下實(shí)現(xiàn)水處理，具有能耗低、無(wú)相變等重要特征。目前，超濾膜技術(shù)是水處理的主流趨勢(shì)技術(shù)。本文對(duì)超濾膜技術(shù)的實(shí)用價(jià)值進(jìn)行分析，例舉了相關(guān)應(yīng)用實(shí)例，分析了其對(duì)環(huán)保工程的作用，希望對(duì)水處理工藝的完善有所幫助。

關(guān)鍵詞：環(huán)保工程;水處理;超濾膜技術(shù);實(shí)用價(jià)值

分類(lèi)號(hào)：TV698

引言

膜分離技術(shù)是利用膜的選擇性分離功能，對(duì)料液中的不同組成進(jìn)行分離、純化、濃縮的一項(xiàng)技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的過(guò)濾技術(shù)，膜分離技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是純物理現(xiàn)象，整個(gè)分離過(guò)程不涉及相變，具有節(jié)能、可拆分等多種特點(diǎn)。超濾膜技術(shù)則是依靠超濾膜材料進(jìn)行過(guò)濾、分離的一項(xiàng)高新技術(shù)，在適當(dāng)?shù)膲毫l件下，超濾膜允許小分子通過(guò)，并成功阻截大分子。該項(xiàng)技術(shù)在多個(gè)行業(yè)的實(shí)用價(jià)值得到了廣泛認(rèn)可，并被廣泛地應(yīng)用于環(huán)保行業(yè)以及水處理工藝等領(lǐng)域。

一、超濾膜技術(shù)的基本特征

超濾介于納濾、微濾之間，膜孔徑約為0.01～0.1μm。超濾膜的常用材料有PAN、PVC、PVDF等，PAN膜的化學(xué)穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及柔韌性較好，生產(chǎn)過(guò)程的控制難度較低，在經(jīng)過(guò)親水改造以后，其抗污染性能將大幅度提升;PVDF的耐污染、耐腐蝕性能出色，可承受140℃的高溫，能夠適應(yīng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境。實(shí)踐表明，超濾膜對(duì)懸浮顆粒以及膠體物質(zhì)的分離效果十分出色，對(duì)細(xì)菌、水生生物、藻類(lèi)的去除效果基本能夠滿(mǎn)足水處理要求。對(duì)環(huán)保工程領(lǐng)域的水處理而言，超濾膜技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）處理過(guò)程對(duì)能源的消耗量較低;（2）可在低壓力環(huán)境下操作;（3）方便回收可利用物質(zhì)。

二、環(huán)保工程領(lǐng)域超濾膜技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

1.飲用水凈化

飲用水質(zhì)量可能成為威脅人體健康的因素，一旦飲用水受到污染，或者飲用水的凈化處理過(guò)程出現(xiàn)疏忽，可能直接誘發(fā)某些疾病，嚴(yán)重威脅到人的身體健康。而從飲用水處理的實(shí)際要求來(lái)看，一方面，水處理過(guò)程需要考慮細(xì)菌、懸浮物質(zhì)、毒害性物質(zhì)的去除;另一方面，還需要保留水中對(duì)人體有益的物質(zhì)。因此，飲用水凈化處理的要求十分要求，需要兼顧污染物、有害物質(zhì)的清除以及有益物質(zhì)的充分保留，同時(shí)，水處理過(guò)程還需要警惕二次污染。針對(duì)上述需求，超濾膜技術(shù)提供了良好的實(shí)現(xiàn)途徑：（1）自來(lái)水進(jìn)入超濾膜管以后，在水壓差作用下，泥沙、鐵銹、細(xì)菌、懸浮物等被順利截留;（2）有益物質(zhì)、水分子的直徑一般小于超濾膜孔徑，能夠順利通過(guò)。而從實(shí)現(xiàn)過(guò)程看，將超濾膜技術(shù)用于飲用水凈化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程并不復(fù)雜，水凈化效率也能夠滿(mǎn)足水廠生產(chǎn)的正常需要[1]。值得注意的是，在超濾膜管內(nèi)被截留的大分子物質(zhì)可能會(huì)直接影響到水凈化的效率，為了確保超濾膜發(fā)揮其作用，應(yīng)當(dāng)根據(jù)水污染情況制定清理計(jì)劃，定期對(duì)超濾膜管內(nèi)的截留物質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格清理。

2. 海水淡化

海水是地球上儲(chǔ)量較為豐富的一類(lèi)水資源，發(fā)展海水淡化工程，是解決水資源短缺的重要方向。而在高密度人口地域以及沿海地區(qū)的缺水地帶，發(fā)展海水淡化工程的意義顯著。目前，海水淡化技術(shù)的研發(fā)取得了一定的成果，電滲技術(shù)是能夠直接將海水進(jìn)行淡化并使其達(dá)到生活用水標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)技術(shù)，但該技術(shù)的能耗需求較大，水的回收率也相對(duì)較低，這無(wú)疑限制了電滲技術(shù)的推廣;與電滲技術(shù)相比，反滲技術(shù)無(wú)疑解決了能耗、回收率問(wèn)題，給海水淡化工程帶來(lái)了新的可能。在反滲技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，超濾膜技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域，憑借該項(xiàng)技術(shù)的分離、物化性能優(yōu)勢(shì)，超濾膜技術(shù)在海水淡化工程中占據(jù)重要地位。從使用效果來(lái)看，以超濾膜技術(shù)為核心的海水淡化項(xiàng)目，過(guò)濾后獲得的水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，整個(gè)過(guò)程的能耗以及成本相對(duì)較低，但應(yīng)用過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生膜污染現(xiàn)象，影響超濾膜的正常使用。

3.食品工業(yè)污水回收

在食品工業(yè)，廢水回收是一項(xiàng)重要的環(huán)保課題。從水的組分來(lái)看，食品工業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有不少回收利用價(jià)值較大的物質(zhì)，能夠給食品企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，如蛋白質(zhì)、淀粉等。不僅如此，廢水中含有BOD等物質(zhì)對(duì)生態(tài)環(huán)境有一定的破壞力，若未經(jīng)處理直接排放，可能造成難以控制的污染問(wèn)題。基于上述分析，對(duì)食品工業(yè)的污水處理，需要關(guān)注環(huán)境污染以及有機(jī)物回收兩項(xiàng)需求，而超濾膜技術(shù)提供的支持作用，能夠有效解決COD、BOD的去除以及酵母、乳糖、淀粉等有機(jī)物的回收利用。

4.工業(yè)廢水的處理

工業(yè)廢水中的污染物是環(huán)境的重要危險(xiǎn)源，可嚴(yán)重威脅水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境，按照國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)廢水必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理與監(jiān)管，在各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)以后才能排放。而傳統(tǒng)廢水處理方法雖然能夠基本滿(mǎn)足廢水治理的需求，但同時(shí)也導(dǎo)致了大量有用物質(zhì)的浪費(fèi)問(wèn)題。在新的需求下，超濾膜技術(shù)的出現(xiàn)，解決了工業(yè)廢水處理難題。一方面，超濾膜技術(shù)可穩(wěn)定地去除工業(yè)廢水中的各類(lèi)污染物，尤其是對(duì)毒害性物質(zhì)的截留效果，基本滿(mǎn)足了行業(yè)治理標(biāo)準(zhǔn);另一方面，超濾膜技術(shù)為回收中水提供了技術(shù)支持，能夠方便技術(shù)人員回用有機(jī)物、有機(jī)鹽，繼而節(jié)省工業(yè)生產(chǎn)資源，給企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益[2]。以電鍍工業(yè)廢水回收為例，廢水中含有可危及人體、動(dòng)物、農(nóng)作物的重金屬離子，可生化性較小，電解法的處理成本過(guò)高，超濾膜技術(shù)的出現(xiàn)，為其提供了理想的解決方案。有數(shù)值表明，“超濾膜+反滲膜”聯(lián)合使用，能夠去除廢水中85%以上的總有機(jī)碳、95%以上的硝酸鹽、99%以上的鎳。

三、結(jié)語(yǔ)

超濾膜技術(shù)的分離性能顯著，在水處理工藝中有重要價(jià)值。目前，超濾膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用于海水淡化、飲用水凈化、工業(yè)廢水處理以及食品業(yè)污水回收處理等領(lǐng)域。隨著超濾膜材料的更新以及工藝方法的不斷優(yōu)化，超濾膜技術(shù)將贏得更加廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1] 成墾. 淺談環(huán)保工程水處理過(guò)程中的超濾膜技術(shù)應(yīng)用[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向， 2020， 018（005）：97.

[2] 張翔， 柏磊. 環(huán)保工程水處理過(guò)程中超濾膜技術(shù)的運(yùn)用[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保， 2019， 207（02）：81.

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