超濾膜技術在環(huán)境工程水處理中的實踐探討

張洪

（太原市政工程勘測設計院有限公司，山西太原 030012）

0 引言

社會生產水平高速增長，我國在環(huán)保領域所開展的工程量也在加大，通過超濾膜技術應用，才能從推動上推動水處理領域工作的進程。水資源對于社會發(fā)展占據著戰(zhàn)略性的地位，但是目前世界上所能飲用的淡水資源比較少。這也意味著，需要運用相關技術來提高水處理的效率。

1 超濾膜技術在環(huán)境工程水處理原理和特征

伴隨著膜技術的深入研究和不斷推進，超濾膜的應用領域也在持續(xù)擴大，涉及多個方面。超濾膜本身就具備顯著的分離性能與物化性能，這也使得其能夠在環(huán)境工程水處理當中廣泛進行使用。為保證在環(huán)境工程當中水質量能夠符合現階段安全用水的質量標準，必須選取超濾膜來凈化水資源，達到減少水體中所含有的膠體物質，還有懸浮顆粒的目的。實踐證明，該項技術在此領域中發(fā)揮的作用非常強大，促使供水行業(yè)所提供的水產品，其標準與國家用水規(guī)定相適應，確保環(huán)境工程用水質量。由此，我們也可對超濾膜的工作原理及其特點進行分析。

1.1 超濾膜技術在環(huán)境工程水處理原理

事實上，超濾膜技術在工作過程中所應用到的原理，即其是通過將溶劑和一些具有較低分子量的溶質，利用溶液本身具備的壓力性能，通過其功能作用，透過超濾膜中的微孔繼而游離到超濾膜的另一個位置。而剩下的一些分子量比較高的溶質則會被存留下來，才能便于將其分離出溶液。其保留高分子溶質的功能其實是即利用篩選作用來加以實現的，超濾膜技術中所囊括的分離性能主要涵蓋對分子量的截留、其自身的截留率還有水通量，而其所擁有的物化性能也體現在超濾膜本身的耐化學藥品功能、機械強度、耐熱溫度范圍及其所適合應用的pH范圍等。超濾膜技術是本身處在納慮和微濾兩者之間的分離、凈化以及濃縮溶液的膜透過分離技術[1]。超濾膜所涉及的環(huán)保工程的水處理方面上，超濾膜技術所損耗的能源量比較低，不僅如此，其還具備低壓力操作、通量較大和分離利率相對較高的優(yōu)勢。除此之外，超濾膜還可以有效提取溶液當中的可利用物質，因此這也促使其能夠更加普遍運用到現階段的環(huán)保工程水處理過程當中，最具代表性的有：實現飲用水的凈化、海水淡化操作還有對食品工業(yè)污水進行回收處理等水處理方面，超濾膜技術設備如圖1所示。

圖1 超濾膜技術設備

1.2 超濾膜技術在環(huán)境工程水處理優(yōu)勢

（1）在去除雜質方面的效率比較高。將超濾膜技術有效運用到水處理過程中，其最基礎的應用目標還有應用需求就是將水資源當中存在的各種各樣的雜質去除掉。在相關領域，超濾膜技術在這其中呈現出比較明顯的技術性能，通過超濾膜技術運用，其在過濾以后，水質獲得了顯著性的提高，雜質殘留量明顯降低。通常情況下而言，超濾膜技術所能達到的處理精度能夠保持在99%以上，基本上能夠將液體中所存留的懸浮物、細菌還有膠體去除等，使得其去除的精度達到理想中的狀態(tài)。

（2）防止造成二次污染。相對于傳統(tǒng)水處理技術的功能作用，超濾膜技術在應用過程中并不用額外去利用各種化學藥劑來作為輔助手段，這種不需要結合外加劑就可以達到理想化的過濾效果，不僅能確保二次污染問題的有效解決，也是同時還能保證水質能夠真正被應用[2]。

（3）超濾膜技術具有高度的穩(wěn)定性能。從當前超濾膜技術在實際環(huán)節(jié)當中的應用情況來看，該技術在應用過程中的穩(wěn)定性能也是比較突出的，相對來說，其表現在穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢也比較的多樣化，例如在化學方面，穩(wěn)定性相對明顯，可在溶液環(huán)境處在酸性、堿性等情況下持續(xù)運行；并且將其運用到高溫環(huán)境當中，其有效性也比較高，殺菌效果也比較理想化，優(yōu)勢突出。

2 超濾膜技術在環(huán)境工程水處理中的實踐應用

2.1 電泳漆廢水

在國外，超濾膜技術從70年代開始就大力推廣應用，主要涉及的是與電泳涂漆行業(yè)。存在于廢水當中的漆料占據了所采用的漆料總體數量的10%~50%。通過對超濾技術的使用，經過處理的電泳漆廢水不能能夠有效降低漆的損失，并且還能夠回收和利用廢水，此外，還能夠進一步促使害無機鹽穿透超濾膜，進而提升電泳漆的比電阻，并對漆液的組成進行控制和調節(jié)，確保電泳涂漆能夠順利穩(wěn)定的運行?，F階段國內部分汽車生產廠家還有電泳漆行業(yè)也在深入應用超濾膜技術[3]。

例如在北京，有一家專門生產汽車的汽車廠，其原先所排放的電泳漆廢水總量達到200m3/d，其工件所形成的漆液量達到19.13L/h，通過利用超濾膜技術方法進行適當的處理過后，促使電泳槽漆液自身的電阻率能夠超過500Ω/cm，將電泳漆本身的固體含量保持在一個穩(wěn)定的范圍內，其對于電泳漆的截留率則維持在97%~98%，所降低的排水量為5m3/d，進而使得大批量的、補充的去離子水能夠節(jié)省下來。

2.2 化纖、紡織工業(yè)廢水

在與化纖行業(yè)相關的廢水處理過程中，大部分種類的廢水都能夠利用超濾膜技術來進行回收處理?；w染料所涉及的廢水類型多種多樣，并且其構成成分也相對復雜。主要包含有色廢水、有機廢水還有有毛廢水。有色廢水中存在鹽和有機物以及包含銅、鉛、鉻、錳、汞等陽離子。有機廢水則含有微酸、微堿和硫等?；w染料的廢水處理總量比較大，含有較高的濃度、色度，并且毒性也比較大，是工業(yè)廢水種類當中處理難度非常大的一類[4]。此外，洗毛廢水也是目前紡織工業(yè)當中污染情況比較嚴重的廢水之一，洗毛廢水主要構成成分有油脂、懸浮物還有合成洗滌劑，在這些成分當中，占主要成分的污染物則是羊毛脂。在日用化工還有醫(yī)藥相關行業(yè)當中，羊毛脂是應用非常普遍的原料之一，并且其還作為防腐劑和潤滑劑進行使用，所具備的經濟價值比較大。實際上，目前所應用于羊毛脂回收利用的技術方法，其回收的效率并不高，通過超濾膜技術的應用，促使洗毛廢水在回收和處理上取得了良好的成效?，F階段國內大部分的毛紡廠還有洗毛廠都在利用超濾膜技術開進行洗毛廢水的處理，這個處理的過程主要囊括4個系統(tǒng)，即預處理、超濾濃縮、離心分離和水回用，相較于傳統(tǒng)形式的離心工藝，其能夠亮羊毛脂回收提升到1~2倍。

2.3 應用于造紙污水處理

重污染行業(yè)當中，造紙產業(yè)的污染程度相當嚴重。這是因為造紙工藝具有較好的繁復性，因此所帶出的污水中的成分也十分復雜，加大了水處理的難度系數，要是沒有處理到位，及時將其排放出去，將會造成嚴重的污染后果，影響到生態(tài)環(huán)境和與社會民眾的安全健康。以往相關的水處理技術的工藝水平，難以發(fā)揮出高度的污水處理成效，并且其處理過后的結果也達不到令人滿意的程度。而隨著超濾膜技術的推廣應用，使得造紙行業(yè)的污水處理有了很大的進步，利用超濾膜技術，可以實現完全分離污水當中所含有的木素、漿液。此外，該項污水處理技術與傳統(tǒng)的技術工藝還存在著許多差異，在利用超濾膜完成過濾的作用之后，還要將過濾物進行濃縮，采取以上方法后，再將上述操作中已經過濾完成的木素和漿液再次進行收集，能夠從深層次上提高利用的效率。另一層面上來說，選取超濾膜技術可將污水當中存留的有害物質去除掉。超濾膜技術能夠強化處理造紙污水的，從根本上提升水處理效果，確保資源的利用率。

2.4 對電鍍廢水的處理

在污水處理領域，超濾膜技術的處理成效也非常顯著，具有良好的表現力。在污水的處理過程中，存在一種處理起來比較費力的水體，這就是電鍍廢水。電鍍廢水產生于電鍍生產環(huán)節(jié)之中，這也是生產技術所帶來的負面影響，這些大量出現的電鍍廢水，難以進行自然降解，同時還會給其他的水資源帶來污染性，不過通過超濾膜技術的應用，其處理過程將變得更加簡便快捷，其能夠有效過濾出電鍍廢水內部存在的污染有毒物質，并且處理的效率高，投入成本比較低，可以說對于電鍍廢水的處理經濟適用性強[5]。

2.5 含油廢水的處理

普遍見到的工業(yè)廢水還包括乳化油廢水，應用超濾膜的對乳化油廢水進行處理，也是現階段應用較為廣泛的處理工藝?，F階段某研究所應用的PSF100型超濾膜利用3塊HPM型隔板并聯成板式超濾器，在料液流速1.6m/s，平均壓力0.3MPa，自然升溫等運行條件下，分別兩次進行持續(xù)性的濃縮運行，從最終呈現的結果上來看：油分的截留率超過99%，COD的去除率也高達95%，還具備較高的體積濃縮比。因此，我們也可以得出，超濾膜技術在對乳化油廢液的處理上，能夠收獲到很好的效果。金屬在加工的環(huán)節(jié)中往往會帶來較多的廢水，這些廢水主要成分為切削油、懸浮物和洗滌劑，因此需要經過處理才能夠將其排放出去。超濾膜技術能夠在處理時將廢水分離成兩個部分，即濃縮液當中存在油和懸浮顆粒，而透過液中卻基本上沒有油的成分。

2.6 應用于食品工業(yè)污水處理

在食品工業(yè)的生產加工環(huán)節(jié)當中，會帶來大量工業(yè)污水，這些污水當中有許多的細菌，如果沒有及時將這些食品生產中帶來的污水細菌加以去除，那么不僅會影響到生態(tài)環(huán)境，而且促使生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。除此之外，食品工業(yè)在生產加工過程中產出的污水，其中含有大量雜質，如酵母和乳糖，可以通過科學合理的手段加以回收利用，如果直接將其排出那么會造成資源浪費。而超濾膜技術本身就擁有較強的除菌功能，將其與在食品工業(yè)污水處理的進行深度結合，能夠有效提升現階段食品工業(yè)在污水處理方面的綜合作，去除掉污水中各種雜質、有毒有害物質，還能夠將存在于食品工業(yè)污水中的可回收乳糖、淀粉等再次進行收集利用。超濾膜技術的深入應用，將食品工業(yè)污水處理成效提高了一個層次，在減少資源浪費，提升資源利用率，推動食品行業(yè)安全發(fā)展具有重大的影響。超濾膜污水處理如圖2所示。

圖2 超濾膜污水處理

2.7 應用于飲用水處理

社會經濟水的高速增長，國民生活水平也在日益提升，因此對于生命健康領域關注程度也在持續(xù)加深。飲用水作為生存的基礎，人們對其質量的關注力度不言而喻。假設國民日常所飲用的水源發(fā)生了問題，那么將會帶來極其嚴重的影響，例如疾病的傳播。因此強化飲用水質量，確保水資源的安全至關重要[6]。但至今為止，我國在水資源相關污染和防治方面，其情況仍然不容樂觀，水污染問題還沒有制定出高效的解決方案，因此，采用合理的手段凈化水資源就顯得非常必要。超濾膜技術的應用，不僅能夠過濾掉水中存在的大分子的物質，同時也能適當的處理水中存有的有害微生物，并且對于水體中存在的一些化學污染物也能發(fā)揮出作用效果。這從根本上加強了我國現階段所形成的凈水體系當中，水源凈化的效率和質量，能夠滿足當前國民生活，達到民眾對于飲用水質量提升的標準。但是因為我國目前水污染形勢還比較嚴峻，甚至于相關問題還在不斷嚴重化，被污染的水體當中還產生了其他的新的污染物質，超濾膜技術隨著研究的深入和發(fā)展，能夠去除這些新的污染物質，而通過超濾膜技術處理的水源也符合國家對于飲用水質量的要求。

3 結語

隨著技術進步和科學研究的不斷提高，相關領域的技術人員研究出了各種水處理技術，從而實現對水源的高效處理，提升水資源的利用率，避免水資源的過度損耗。超濾膜技術作為水處理中的一項極其重要的技術，能夠強化水處理的成效，為社會民眾的生活生產提供動力。