劉楊 李為國
摘要:在近50年的發(fā)展中,我國在水處理的領(lǐng)域取得了顯著地成就。尤其是超濾膜技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用??偟膩碚f,超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一,是一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。然而,隨著近年來我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,超濾膜技術(shù)也得到了極大的發(fā)展,超濾膜的應(yīng)用領(lǐng)域日益的擴大,特別是在城市建設(shè)環(huán)境工程的水處理領(lǐng)域上。鑒于此,作者結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗,在文中簡要地對介紹了超濾膜技術(shù),并結(jié)合其特點,重點討論了超濾膜在我國城市建設(shè)環(huán)境工程水處理領(lǐng)域上的應(yīng)用,以供各位讀者參考。
關(guān)鍵詞:超濾膜技術(shù);環(huán)境工程;水處理;應(yīng)用
前言:超濾膜是一種介于納慮和微濾之間的分離、凈化以及濃縮溶液的膜透過分離技術(shù),實現(xiàn)溶液的濃縮、凈化以及分離,具有良好的物化性能和分離性能,現(xiàn)目前被廣泛運用于環(huán)保工程的水處理中。
一、超濾膜技術(shù)概述
超濾技術(shù)的作用是溶劑和部分分子量較低的溶質(zhì)在溶液的壓力作用下通過超濾膜的微孔到達超濾膜的另一側(cè),其他分子量較高的溶質(zhì)則被保留下來,以便從溶液中分離。超濾膜發(fā)揮截留高分子溶質(zhì)的主要是通過篩選作用來實現(xiàn)的,然而超濾膜表面的一些化學(xué)成分也能發(fā)揮截留高分子溶質(zhì)的作用,如:超濾膜的靜電作用。超濾膜通常具有分離性能和物化性能,超濾膜的分離性能主要包括切割分子量、截留率以及水通量,而其物化性能則是超濾膜的
耐化學(xué)藥品性能、機械強度、耐熱溫度范圍以及適用PH值范圍等。超濾膜技術(shù)是一種介于納慮和微濾之間的分離、凈化以及濃縮溶液的膜透過分離技術(shù)。超濾膜技術(shù)能夠有效地截留溶液中的膠體物質(zhì)和懸浮顆粒,且能夠有效去除水中細菌、兩蟲、藻類以及水生生物,實現(xiàn)溶液的濃縮、凈化以及分離。在環(huán)保工程的水處理方面,超濾膜有著低能耗、低壓力操作、大通量以及高分離利率的優(yōu)點,此外,超濾膜技術(shù)還能夠?qū)θ芤褐械目衫梦镔|(zhì)進行有效地回收,被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)目前的環(huán)保工程水處理方面,如:凈化飲用水、淡化海水以及回收食品工業(yè)污水等水處理方面。
二、超濾膜技術(shù)特點
相比于傳統(tǒng)的水處理技術(shù),超濾膜具有很好的物化性能和分離性能。超濾膜在物化性能方面,其化學(xué)性質(zhì)相當穩(wěn)定,具有較高的耐酸性能、耐堿性能和耐水解性能。超濾膜技術(shù)耐高溫能力也相對較高,其最高使用環(huán)境溫度能夠達到140℃,并能夠使用超高溫的蒸汽和環(huán)氧乙烷進行消毒殺菌。超濾膜的PH使用范圍也相對較廣,能夠在各種強堿或強酸溶液中使用。超濾膜也具有較高的分離性能,比傳統(tǒng)的水處理方法的去雜質(zhì)效率更高,能夠徹底消除或有效減少化學(xué)藥劑的使用量,從而有效避免二次污染。此外,超濾膜也具有非常高的過濾精度,能夠?qū)⑺杏泻ξ镔|(zhì),如細菌、膠體以及懸浮物等有害物質(zhì)有效過濾99.99%,且去可靠性能高,安裝方便,運行簡易,被廣泛運用于現(xiàn)目前的環(huán)保工程的水處理中。
三、超濾膜在環(huán)保工程水處理中的應(yīng)用
由于超濾膜技術(shù)具有良好的物化性能和分離性能,被廣泛運用于現(xiàn)目前環(huán)保工程的水處理方面,具體應(yīng)用在以下水處理方面:
3.1凈化飲用水
隨著工業(yè)廢水和城市生活廢水的不斷排放,我國的水污染問題日益嚴重,人們越來越重視飲用水的水質(zhì),對飲用水的水質(zhì)要求也越來越高,因此,飲用水的凈化便成為了飲用水工程的重中之重。這就要求對飲用水中的細菌、懸浮物、真菌、微生物以及病毒進行處理和凈化,以實現(xiàn)對其含量進行有效控制。超濾膜技術(shù)在去除飲用水中的病毒、懸浮物以及細菌方面發(fā)揮著重要作用。對比與其他傳統(tǒng)的飲用水凈化方法,超濾膜技術(shù)不僅能夠有效去除水中微米級顆粒,還能有效去除傳統(tǒng)水處理技術(shù)無法實現(xiàn)的納米級顆粒,能夠有效去除水中大量的細菌懸浮物等大量有害物質(zhì),提高水質(zhì)量。
3.2海水淡化
海水在地球上含量較為豐富的水資源,隨著淡水資源的不斷緊缺,海水淡化便成為了有效解決淡水資源短缺的一個要途徑。海水淡化技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,取得了一定的成就。現(xiàn)目前,電滲技術(shù)已經(jīng)能夠直接實現(xiàn)海水淡化,然而水的回收率卻較低,能耗也非常大。運用反滲技術(shù)進行海水淡化是一項重大的技術(shù)突破和改革,不僅能耗和成本都相當?shù)停涿擕}率也相當可觀的。隨著反滲技術(shù)的發(fā)展,膜技術(shù)在海水淡化方面也得到了一定發(fā)展,尤其是超濾膜技術(shù)。超濾膜由于其強大的物化性能和分離性能,應(yīng)用于海水淡化中,能夠有效控制反滲系統(tǒng)中入水水質(zhì),提高海水淡化水質(zhì)。
3.3回收食品工業(yè)污水
在食品工業(yè)中,很多生產(chǎn)流程都會產(chǎn)生廢水,這些廢水中淀粉、酵母、脂肪、乳糖
以及蛋白質(zhì)等有機物含量相對較高,存在著巨大的回收利用價值。加上食品工業(yè)廢水中含大量的COD、BOD,若不進行水處理直接排放到環(huán)境中,會造成很大的環(huán)境污染。運用超濾膜技術(shù)進行食品工業(yè)廢水的回收,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對食品工業(yè)廢水的有效處理,有效截留廢水中的COD、BOD,降低環(huán)境污染,還能夠?qū)κ称饭I(yè)廢水中的具有利用價值的成分進行回收利用,節(jié)約更多資源,能夠有效實現(xiàn)環(huán)保與節(jié)能。
3.4處理含油廢水
隨著我國城市化進程的不斷加快,含油廢水的排放量不斷增多,對城市水資源造成了嚴重的污染,因此,有必要對含油廢水進行處理。含油廢水中主要含油分散油、浮油和乳化油,對于分散油和浮油的處理相對容易,對乳化油的處理卻相對較難。然而運用超濾膜技術(shù)處理含油廢水時,能夠有效地使水和分子量較低的溶質(zhì)透過,有效截留含油廢水中的乳化油、BOD以及COD,有效實現(xiàn)含油廢水的處理,降低含油廢水對城市水資源的污染。
3.5處理電鍍廢水
電鍍工業(yè)中用水量相對較大,產(chǎn)生的廢水也相對相對較多。由于電鍍工業(yè)的特殊性,其廢水中往往含有大量的較強毒性的六價鉻、銅、鎳、鎘、鋅等重金屬離以及子化物,對人體、動物以及農(nóng)作物都有著嚴重的危害,因此,應(yīng)當對電鍍廢水進行有效處理。電鍍廢水中的離子很難被微生物吸收,可生化性較小。采用鐵氧化法進行電鍍廢水處理時,處理后的出水污泥含量較多,色感較差;采用電解法進行電鍍廢水處理時,投資及耗電量都相當大,成本相對較高。然而,采用超濾膜和反滲膜連用技術(shù)進行電鍍廢水處理時,能夠有效去除電鍍廢水中的87%的總有機碳、99.8%的鎳、95%的硝酸鹽以及97%的導(dǎo)電率,有效降低滲透膜的污染,提高滲透膜30%~50%的通能量,對電鍍廢水進行有效處理,降低電鍍廢水對環(huán)境的污染。
結(jié)束語
由于超濾膜技術(shù)具有強大的物化性能和分離性能,被廣泛運用在凈化飲用水、海水淡化、回收食品工業(yè)污水、處理含油廢水以及處理電鍍廢水等現(xiàn)代環(huán)保工程水處理方面,并取得了一定的成就,隨著科技的不斷發(fā)展,超濾膜的應(yīng)用與發(fā)展前景也將越來越廣泛。
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