摘要:隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,環(huán)境工程受到了人們的廣泛關(guān)注,在水處理中,超濾膜技術(shù)得到了普遍應(yīng)用。其具有強大的分離性能與物化性能,在飲用水凈化、海水淡化、污水處理、含油廢水處理、電鍍廢水處理中應(yīng)用普遍,并且取得了很好的成果。本文主要在概述超濾膜技術(shù)的基礎(chǔ)上,闡述超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的具體應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:超濾膜技術(shù);環(huán)境工程;水處理
超濾膜技術(shù)就是一項可以凈化、濃縮、分離溶液的膜分離技術(shù),超濾膜孔徑在0.002-0.1μm之間,介于微濾與納濾之間。相較于傳統(tǒng)分離工藝而言,超濾膜技術(shù)具有分離效率高、耗能低、操作壓力小、可回收有用物質(zhì)的優(yōu)勢,在環(huán)境工程水處理中得到了廣泛應(yīng)用。同時,在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的形勢下,超濾膜技術(shù)的應(yīng)用前景越來越廣泛。
一、超濾膜技術(shù)概述
(一)基本原理
超濾指的就是溶液在壓力作用下,一些低分子溶質(zhì)、溶劑穿過膜上微孔,到達膜的另一側(cè),而高分子溶質(zhì)或者其它乳化膠束團被截留,實現(xiàn)了溶液分離。其截留機理就是篩分,然而膜的表面化學(xué)特性也會發(fā)揮一定的截留作用。在進行超濾分離的時候,主要是在對料液施加壓力之后,吸附高分子物質(zhì)、膠體物質(zhì),在截留、篩分等作用下,實現(xiàn)分離效果。超濾法截留的水分子量大于500,直徑是0.005-10μm的膠體與大分子,如病毒、細菌、蛋白質(zhì)、淀粉、油漆色料等。
(二)優(yōu)劣勢
超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的優(yōu)勢主要包括:一是,超濾膜的出水水質(zhì)好,并且非常穩(wěn)定,出水濁度基本和原水水質(zhì)相差無幾,一般小于0.1NTU;二是,出水中微生物的安全性較高,借助超濾膜能夠完全截留水中的隱孢子蟲、細菌等致病菌;三是,消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生較少,出水化學(xué)安全性較好;四是,在進行超濾之前,可不需要添加任何混凝劑,或只需要添加少許,所以,超濾膜的出水中不含有錳、鐵等金屬離子超標問題;五是,超濾水廠的供水規(guī)模非常靈活,只要對超濾膜組件進行相應(yīng)的增加或者減少,就可以適應(yīng)任何規(guī)模的供水處理,并且易于擴建;六是,超濾工藝非常簡單,主要就是將壓力看成是推動力,便于操作,同時也方便控制與維修;七是,超濾膜裝置的集約化、模塊化、標準化,縮短了傳統(tǒng)水廠處理的周期,減少了占地面積,極大的提高了處理效率。
超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的劣勢主要包括:一是,去除氨氮等溶解性物質(zhì)的能力較差;二是,對工作環(huán)境要求非常高,一定要放置在有遮擋的位置,防止直接照射,并且不可以冰凍。
二、超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的具體應(yīng)用
(一)飲用水凈化
現(xiàn)階段,隨著我國水污染問題的不斷加劇,新的水質(zhì)問題越來越突出,比如隱孢子蟲與賈第蟲問題、紅蟲與水蚤問題、生物穩(wěn)定性問題、藻毒問題,等等。而在飲用水凈化中應(yīng)用超濾膜技術(shù)的時候,可以有效去除水中含有的水蚤、細菌、藻類、原生動物等,同時對水中致病微生物、天然有機物、氨氮、有機污染物、濁度等有著很好的處理效果,可以極大的滿足人們對飲用水的要求。例如,在實際飲用水處理中,以混凝沉淀方式進行預(yù)處理,借助中試試驗,研究浸沒式超濾膜處理工藝可知,其通過對水中致病微生物、天然有機物、氨氮、有機污染物、重金屬、濁度等設(shè)置多級屏障,減少水中雜質(zhì),實現(xiàn)凈化飲用水的效果。
(二)海水淡化
在地球上,海水是非常豐富的水資源,在淡水資源日益緊缺的形勢下,海水淡化成為了解決淡水資源緊缺的重要手段。通過多年的實踐研究,海水淡化技術(shù)取得了很大的進步。在醫(yī)藥、電子行業(yè)快速發(fā)展的形勢下,對純水、超純水的需求量越來越大。運用反滲技術(shù)予以海水淡化與制備純水是一項具有突破性的技術(shù),不僅可以降低能源消耗與成本,還可以達到很高的脫鹽率。在反滲技術(shù)不斷發(fā)展與進步的形勢下,膜技術(shù)得到了很大的發(fā)展,并且在海水淡化與制備純水中得到了廣泛應(yīng)用,特別是超濾膜技術(shù)。因為超濾膜具有強大的分離性能、物化性能,在海水淡化與制備純水中應(yīng)用的時候,可以對反滲系統(tǒng)進水水質(zhì)進行嚴格控制,增加反滲透膜使用時間,減少制備純水成本。
(三)污水處理
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,人們對環(huán)境質(zhì)量要求日益提高,相應(yīng)的污水排放標準也在不斷提升。超濾膜技術(shù)以分離效率高、耗能低、操作壓力小、可回收有用物質(zhì)的優(yōu)勢,在污水處理與中水回用中得到了普遍運用。在實際運用,通過膜生物反應(yīng)器實現(xiàn)了傳統(tǒng)生物處理和超濾膜技術(shù)的結(jié)合,借助超濾膜分離效率高的優(yōu)勢,不僅可以確保出水水質(zhì)優(yōu)良,還可以對水中微生物進行截留,提高反應(yīng)器污泥濃度,促進反硝化細菌、硝化細菌等細菌的增加,從而提高除磷脫氮效率,實現(xiàn)預(yù)期的處理目標。隨著節(jié)約型社會的不斷建設(shè),水資源重復(fù)利用受到了人們的廣泛關(guān)注,使得中水回用得到了長遠發(fā)展。在污水處理與中水回用中,超濾膜連續(xù)超濾技術(shù)能夠有效提高回用水水質(zhì),極大的節(jié)約了水資源。
(四)含油廢水處理
含油廢水主要包括三種狀態(tài):浮油、乳化油、分散油。針對浮油、分散油而言,處理相對容易,可以運用機械分離、活性炭吸附、凝聚沉淀等技術(shù)進行處理,盡可能降低油分。然而,針對乳化油而言,其中含有一些有機物與表面活性劑,油分均是以微米級離子存在于水中,粗?;ā⒅亓Ψ蛛x的難度都比較大,此時,運用超濾膜技術(shù),可以有效濾過低分子與水,除去水中的油分,同時除去BOD、COD,完成油水分離。
(五)電鍍廢水處理
電鍍工業(yè)用水非常多,進而產(chǎn)生的廢水量也非常大。因為電鍍工業(yè)的特殊性,產(chǎn)生的廢水中經(jīng)常含有鎳、鎘、鉻、銅、鋅等重金屬離子,同時還含有一些氰化物,對動植物、人體等有著嚴重的威脅,一定要對其進行有效的處理,這樣才可以保證動植物與人體的健康發(fā)展。對于電鍍廢水而言,無法用微生物對其中含有的離子進行吸收,其可生化性非常小。運用鐵氧化法處理電鍍廢水的時候,出水中污泥含量非常大,并且具有很大的色感,處理效果并不理想;運用電解法處理電鍍廢水的時候,需要消耗很大的電量,并且投資較多,導(dǎo)致其處理經(jīng)濟效益較差。而運用反滲膜技術(shù)與超濾膜技術(shù)處理電鍍廢水的時候,可以對電鍍廢水中含有的雜質(zhì)進行有效去除。一般而言,其處理效果為:可以去除87%的總有機碳、98%的硝酸鹽、99%的鎳;與此同時,超濾膜技術(shù)的運用,可以在很大程度上降低了滲透膜污染,增強了滲透膜的通能量,具有很好的電鍍廢水處理效果,減少了電鍍廢水對環(huán)境的污染程度。
結(jié)束語
總而言之,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,水資源的日益緊缺,水行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。為此,在日常生活、生產(chǎn)過程中,一定要重視水處理,采取合理、科學(xué)的處理技術(shù),提高水資源的重復(fù)利用效率,盡可能節(jié)約水資源。超濾膜技術(shù)以其分離效率高的優(yōu)勢在水處理中得到了廣泛應(yīng)用,并且處理效果較好,具有非常廣闊的運用前景。
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