環(huán)保工程水處理過程中超濾膜技術運用分析

向信軍

（九江市修水生態(tài)環(huán)境局 江西九江 332400）

引言

近年來，我國始終面臨著水資源短缺的困境，而工業(yè)廢水與生活污水的大量排放更是加劇了水資源污染問題，導致我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展受到了一定阻礙。因此，需要有關部門對環(huán)保工程中的水處理工作給予足夠重視，積極運用超濾膜技術提高水資源的凈化處理效果，有效緩解水資源污染、短缺等問題，真正為環(huán)保工程的水處理工作提供技術層面的支持。

1 超濾膜技術概述

1.1 超濾膜技術的運用原理

超濾膜技術主要用于凈化、篩選、處理各種表面化學物質，在環(huán)保工程水處理廠中，該技術逐漸取代了傳統(tǒng)水過濾技術，極大地提高了水處理廠的出水水質[1]。在超濾膜技術運用過程中，可以通過從高質量的水源獲取水原料的方式來保證超濾后的水質，實際上部分自來水處理廠的原水濁度相對較低但藻類豐富，當廠區(qū)可用建筑面積相對較小時，可以利用超濾膜技術凈化原水，這種方式能節(jié)約凈水所需設備的使用面積，進一步優(yōu)化環(huán)保工程水處理廠的凈化流程。

1.2 超濾膜技術的基本特征

超濾膜技術與其他環(huán)保技術相比，前者具有明顯的技術特點和技術優(yōu)勢。首先，超濾膜技術本身具有較強的穩(wěn)定性，在高溫環(huán)境下無需用到太多化學傳感器[2]。其次，該技術可以通過觀察水中不同的微生物來判斷水質的安全性。再次，超濾膜技術可以顯著提升水質優(yōu)化效果，且無需添加混凝劑等物質，進行水資源處理時還能凈化水面上的懸浮物，在整體提高水處理凈化效率的同時大幅降低水資源濁度。最后，超濾膜技術在水處理運行效率的提高上發(fā)揮了至關重要的作用，而且該技術所需投入的總成本遠低于其他技術，因此其在技術創(chuàng)新與研發(fā)方面也具有明顯優(yōu)勢。近年來，我國愈發(fā)重視家用凈水系統(tǒng)的推廣與普及，而超濾膜技術的廣泛應用并不需要龐大的改造費用，不過，該技術必須在原有的水資源凈化系統(tǒng)中使用，方能充分發(fā)揮其在水處理方面方便快捷的優(yōu)勢[3]。

1.3 超濾膜技術的發(fā)展態(tài)勢

我國超濾膜技術已在工業(yè)水處理工程中得到了廣泛應用，尤其在廢水凈化和水源回用中起到了重要促進作用，這種凈水方式在環(huán)保工程水處理中的運用愈發(fā)完善和成熟，可在保證工業(yè)廢水處理效率的同時，顯著提高水循環(huán)處理的質量和效果。目前，在技術、成本等因素的限制下，超濾膜技術尚未廣泛運用到生活用水處理中，但隨著環(huán)保處理技術的不斷發(fā)展與完善，相信超濾膜技術在未來生活領域的發(fā)展中將會起到不可替代的作用。

1.4 過濾設備的操作控制

以超濾膜技術為核心的過濾凈水設備普遍具有良好的自動控制功能，在程控設置、傳感器數(shù)據(jù)檢測功能的支持下可以選擇不同的過濾模式，從而有效避免因人工操作不當而產(chǎn)生誤差。在過濾設備實際運行過程中，必須仔細檢查每一道工序的運行情況，利用數(shù)據(jù)終端實時監(jiān)測各個設備的運行狀態(tài)，通過手動操控的方式自行啟動凈水設備中的報警裝置。目前大部分超濾膜過濾設備主要針對高低液位、設備故障進行預警監(jiān)控，當技術人員操作失誤，使得水箱內(nèi)的水線低于標準值時，設備會直接發(fā)布預警信號，直至水線達到正常值，整個設備才會恢復運行狀態(tài)。

2 環(huán)保工程水處理過程中常見的超濾膜技術類型

2.1 雙膜凈水技術

雙膜凈水技術主要是指運用雙層過濾膜來完成污水過濾處理，目前較為常見的過濾材料包括反滲透膜、過濾膜等，雙膜凈水技術可以有效降低溶液中的溶質物質濃度。現(xiàn)階段有越來越多的行業(yè)引進雙膜凈水技術，部分區(qū)域還利用該技術集中處理當?shù)氐母哂捕人醇拔廴舅?，以使處理后的水源滿足當?shù)鼐用竦娜粘Ｓ盟枨蟆?/p>

2.2 短流程凈水技術

短流程凈水技術屬于超濾膜技術的另一種衍生技術，在凈水過程中可以對不同類型的污染水體進行高效處理。短流程凈水技術在實際應用中可以取得理想的凈化效果，在成本損耗控制方面也具有明顯優(yōu)勢。更重要的是，該技術可以在有限的資源條件下達到高效凈水的目的，這種科學可行的技術方案為資金有限的凈水企業(yè)帶來了極大便利。另外，短流程凈水技術還可與線性自來水處理設施相對接，不過其整體的改造規(guī)模會受到一定限制，各地區(qū)可以通過引進這種凈水方式，達到平衡成本和效果的目的。

2.3 超濾膜技術代替過濾處理技術

在新時代發(fā)展形勢下，自來水處理廠的管理人員可以將超濾膜技術作為主要凈水技術，通過這種凈水方式提高處理廠整體的凈水效率，同時嚴格把控凈水成本。在超濾膜技術實際應用過程中，相關技術人員應注意超濾膜技術與傳統(tǒng)凈水技術的對接，在傳統(tǒng)過濾技術體系中融入超濾膜技術，通過開展過濾性能測試來保證超濾膜凈水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。在過濾性能測試過程中，相關技術人員還需要對比各類水體數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)針對性地調整各類設備的具體運用，從而保證整合后的過濾效果達到設備使用的實際需求。

2.4 海水淡化技術

超濾膜技術可以用于過濾溶液中的各種大分子物質，因此該技術在社會各行業(yè)領域均有著廣泛的應用前景。我國擁有漫長的海岸線，極其豐富的海水資源，因此在未來發(fā)展中可以著重運用海水淡化技術解決水資源匱乏的問題，該技術主要用于過濾海水中的鹽分及其他物質，有助于緩解生活用水緊缺的困境。反滲透技術作為海水淡化技術的重要類型，盡管能達到高效淡化海水的目的，但其經(jīng)濟適用性相對較低，很難在有限的資源內(nèi)實現(xiàn)大面積的推廣與普及[4]。而超濾膜技術不僅有著與反滲透技術相似的效果和特征，還在經(jīng)濟適用性方面具有明顯優(yōu)勢，因此各地生態(tài)環(huán)境局可以將超濾膜技術積極運用到海水淡化領域。

2.5 食品工業(yè)污水處理

近年來我國食品工業(yè)的發(fā)展規(guī)模不斷擴大，技術體系也愈發(fā)趨于完善，但由于當前的食品加工準入門檻不高，以致食品工業(yè)污染問題嚴重威脅著周邊居民的正常生活。食品加工廠在實際生產(chǎn)中通常需要排放大量生產(chǎn)污水，這類污水中包含的大量富營養(yǎng)物質一旦直接排入周邊水系或湖泊中，將會引發(fā)嚴重的水體富營養(yǎng)現(xiàn)象，甚至產(chǎn)生大量菌類物質從而消耗水中的氧氣，導致周邊的養(yǎng)殖行業(yè)遭到嚴重打擊，并對當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)增長造成一定的負面影響，更重要的是，富營養(yǎng)化水體還可能引起周邊生態(tài)系統(tǒng)失衡問題。超濾膜技術的有效運用可以大范圍處理污水中的富營養(yǎng)物質，高效凈化、處理污水中的雜質，同時進一步回收水體中的營養(yǎng)物質，從而滿足其他產(chǎn)業(yè)的供應需求[5]。

3 環(huán)保工程水處理過程中的超濾膜技術運用

3.1 在生活廢水處理中的運用

近年來我國城市居民的生活質量得到了顯著提高，但其日常生活中排放的大量廢水含有各種不利于人體健康的有機物質，若不采取有效措施處理這類廢水，很可能引發(fā)嚴重的水資源污染問題，周邊水體環(huán)境也會遭到不同程度的破壞。基于此，需要有關部門將各項先進的水處理技術運用到生活污水處理項目，切實提高水資源的循環(huán)利用率，盡可能緩解我國水資源緊缺的局勢[6]。目前，在生活廢水處理中運用超濾膜技術，雖然還無法保證凈化后的水體達到飲用水標準，但這類水體可以直接用于城市綠化、消防等行業(yè)，極大地提高了各類中水的利用率，還可為海綿城市建設提供技術層面的支持。更重要的是，超濾膜技術可以為普通民眾的生活廢水處理提供一定的便利，以免未經(jīng)過濾的生活污水污染周邊水體環(huán)境，真正給水環(huán)境的安全穩(wěn)定提供了良好保障。

3.2 在電鍍廢水處理中的運用

電鍍行業(yè)在實際生產(chǎn)過程中通常需要消耗大量水資源，并且其本身還具有能耗高、污染重的特點，運用電鍍工藝時可能會使生產(chǎn)廢水中包含大量重金屬物質，從而導致周邊水體遭到嚴重的危害和污染。若不及時采取有效措施處理這類污染水體，將會對周邊土壤以及水體環(huán)境造成嚴重威脅，甚至通過食物鏈進入到人體內(nèi)，危害周邊居民的身體健康。目前電鍍行業(yè)主要通過電解法、生物法等傳統(tǒng)手段來處理電鍍廢水，但國家標準中對企業(yè)外排水提出的要求越來越嚴格，各類技術的整體效能無法達到行業(yè)污染處理的標準，各項處理指標仍處于不合格的狀態(tài)，這就無形中加大了水資源污染的幾率。如果運用超濾膜技術凈化電鍍廢水中殘留的各類重金屬物質，不僅可將污染物質擴散造成的負面影響控制在標準范圍內(nèi)，還可以有效抑制其對周邊動植物生長發(fā)育及水體環(huán)境運行造成的影響。另外，在污水處理操作工序中融入反滲透技術能有助于提取其中富集的重金屬物質，從而有效隔離電鍍廢水中包含的高毒性重金屬離子，真正為下游綠色產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供良好的安全保障。

3.3 在飲用水凈化處理中的運用

對飲用水進行凈化時，由于自然環(huán)境中的水源包含大量泥沙、細菌、懸浮物以及少量礦物質等，在水源處理過程中使用高密度的超濾膜技術很可能導致水資源中的有益物質流失，并且最終形成的超純水也會危害人體健康，難以滿足廣大居民的長期用水需求?；诖耍瑢用竦纳钣盟M行凈化處理時，應當優(yōu)先處理原水中的有害物質，盡可能保留水中富含的微量元素，以此充分滿足居民對各類礦物質的機體需求。超濾膜技術的應用可以直接對大直徑的雜質進行過濾，最大限度地保留有益于人體健康的礦物質。相較于其他水處理技術，超濾膜技術的整體操作流程較為簡便，而且還有著較高的凈化處理效率，預期在未來發(fā)展中可以作為生態(tài)環(huán)境局重點關注的技術研發(fā)類型。在環(huán)保工程的水處理中運用超濾膜技術時，通常需要在管道內(nèi)安裝多道超濾膜，借助端口處的水泵壓力快速過濾自然水體中的鐵銹、泥沙等顆粒物，并在此基礎上保留人體所需的有益微量元素、礦物質等。更重要的是，超濾膜技術在經(jīng)濟適用性方面也具有明顯優(yōu)勢，將其科學運用在凈水系統(tǒng)中可以顯著提升水體凈化效果。但需要注意的是，利用超濾膜技術過濾水體時，必須指派相關工作人員定期清理管道內(nèi)的雜質，以免因清理不及時而致管道堵塞，甚至影響飲用水的凈化效果。

3.4 在電廠鍋爐補給水中的運用

現(xiàn)階段我國電力行業(yè)主要采用熱力發(fā)電的形式，利用水蒸氣帶動汽輪機發(fā)電，也就是通過鍋爐加熱產(chǎn)生水蒸氣后，實現(xiàn)熱能與電能之間的相互轉化[7]。鍋爐用水的質量會直接影響鍋爐設備的實際使用情況，一旦水體硬度過高，就會在鍋爐設備加熱過程中產(chǎn)生大量金屬化合物，從而導致鍋爐受熱不均勻甚至引發(fā)嚴重的爆炸問題。基于此，熱力發(fā)電廠可在鍋爐補給水流程中加入水過濾工序，從而達到鍋爐設備提出的高純水要求。在電廠鍋爐補給水中應用超濾膜技術可以有效降低鍋爐用水的硬度，減少鍋爐用水中包含的各類金屬鹽物質，從而延長鍋爐設備的使用壽命，并從根本上避免鍋爐設備長期使用后可能發(fā)生的爆炸問題。在超濾膜技術實際應用過程中，通常需要利用石灰初步處理水體，并將其導入到過濾設備，在超濾膜、反滲透技術的支持下達到混合過濾的目的，從而在降低金屬物質含量的同時保證水體純凈度，確保鍋爐設備經(jīng)過長期使用后不會產(chǎn)生金屬鹽結晶物質，切實提高熱電廠的電能轉化效率，進而獲得更可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.5 在食品行業(yè)污水處理中的運用

我國食品行業(yè)逐漸邁入高速發(fā)展階段，豐富的食品種類滿足了我國居民的日常生活需求，但是，食品加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的大量廢水、污水中包含有機物和懸浮物，一旦未經(jīng)過集中處理就大量排放，將會引發(fā)嚴重的水體富營養(yǎng)化問題及缺氧問題，還會對水資源的正常使用造成嚴重的安全隱患。與此同時，水體富營養(yǎng)化還可能使得水中的微生物無法正常生存，進一步破壞水體生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性及生物多樣性。另外，污水、廢水中排放的懸浮物沉入水體時產(chǎn)生的大量氧氣會加劇水體污染速度，并給生態(tài)系統(tǒng)平衡造成難以挽回的破壞性影響。實際上，食品工業(yè)污水、廢水中包含的酵母和乳糖本身具有一定的回收利用價值，因此有關部門可以運用先進的污水處理技術分離污水、廢水中殘留的物質，進而提高水資源的回收利用率。更重要的是，在食品工業(yè)污水處理中運用超濾膜技術能顯著提高污水處理的質量和效率，并起到良好的除菌效果，還可在除去污水中包含的各類雜質的同時，充分滿足物質回收利用的實際需求。如今，在食品工業(yè)污水、廢水處理中運用超濾膜技術已成為順應新時代發(fā)展趨勢的必然選擇，基于此，不但能提高資源回收利用率，還能促進我國食品工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

結語

在環(huán)保工程水處理過程中應用超濾膜技術具有重要的現(xiàn)實意義，各行業(yè)在新時代發(fā)展形勢下應不斷優(yōu)化與完善超濾膜技術的應用體系，依托于先進的技術手段提高環(huán)保工程項目獲得的經(jīng)濟效益和社會效益。通過不斷加大超濾膜技術在水體凈化處理中的應用程度，充分利用超濾膜技術提高水體污染的凈化處理效果，可以有效緩解水資源短缺對我國居民正常生產(chǎn)生活造成的不利影響。