周 偉

江蘇中電創(chuàng)新環(huán)境科技有限公司 江蘇 無錫 214135

1 前言

水處理技術當中，超濾膜處理作為一項新興而實用的處理技術有著十分重要的應用意義，應用這一技術可以有效地提高水處理的效率，保障水處理的效果，因而有著廣泛的應用前景。

2 超濾膜技術的特點

2.1 超濾膜技術原理

超濾膜技術是通過膜透過進行分離，其處理的范圍在納米尺度和微米尺度之間。它的工作原理是利用半透膜在溶液中加以壓力的作用下小分子可以通過孔隙而大分子和膠體物質無法通過的機制。無法通過的物質被攔截，同時隨著時間的增加攔截物質越來越多的淤積在半透膜附近，此時就需要更大的壓力來實現(xiàn)半透膜的超濾作用。同時，在半透膜表面形成的物質也會表現(xiàn)出一定的可以截留和分解污染物的特定化學作用，進一步實現(xiàn)水的凈化。但是，隨著大分子的不斷聚集過濾的效率和速度會逐步下降，出現(xiàn)“濃差極化”的現(xiàn)象，因此在保證超濾有效進行的過程中通常在實際工作中會采用攪拌式超濾裝置來緩解消除“濃差極化”現(xiàn)象。

2.2 超濾膜技術的特點

超濾膜技術有著其他水處理技術有著難以望其項背的優(yōu)勢。第一，超濾膜具有優(yōu)秀的化學穩(wěn)定性，耐高溫、耐酸堿性好，因此可以適用多種水質，適用范圍廣泛。第二，超濾膜技術的原理簡單，技術實現(xiàn)容易，自動化程度強，不僅節(jié)約勞動力而且對于維護和運行的安全都有著較高的保障。第三，超濾膜技術是物理層面的方式，在整個處理凈化過程中不依賴化學試劑，不會對被處理水質產(chǎn)生二次污染。第四，超濾膜技術在整體的處理效率和效果上都呈現(xiàn)著較為滿意的結果。其大容量的處理能力對于中小城市的飲用水處理效率的提高有著巨大的優(yōu)勢。

3 超濾膜技術在環(huán)保工程中的應用

3.1 用于活性炭的深度凈化

粉末活性炭吸附與超濾膜過濾相結合，可以有效地將PAC對其他低分子物質和微生物的吸附（如細菌病毒的大分子吸附）有機地結合起來。分離有助于瓶裝水中有機物的去除。在這一中間階段，許多專家對粉末活性炭吸附與超濾膜制備工藝相結合的科學研究較為普遍，并認為它可以作為一個有機整體來發(fā)展，取代傳統(tǒng)的飲用水處理技術。要求在超濾主機的循環(huán)水中加入一定量的粉末活性炭，再結合固液分離制造工藝，可以實現(xiàn)瓶裝水的即時凈化，PAC可以有效吸附所有低分子量物質，將完全溶解的有機物質轉移到固相中，然后用超濾膜將其從水中分離干凈。另外，PAC可以有效防止膜結垢。根據(jù)上面相應的研究，粉末狀活性碳的吸附濃度越高，高錳酸鹽指數(shù)越高，苯酚清洗后的最佳效果越好，而且活性碳還可以減少污染。為了維持超濾膜的過濾，絮凝分為三個部分：反應，凝集和絮凝。一方面，絮凝超濾聯(lián)合過程之后是絮凝物的產(chǎn)生，絮凝物的產(chǎn)生主要包括以下物理原理：首先是吸附，第二，附著力和橋修復，最后是網(wǎng)捕，凝集的主要原理是使用明礬將小分子凝集成大分子，然后在超濾膜的作用下逐漸形成濾餅層。這樣，其他親脂性材料將沉淀物沉積在濾餅層上，可以將其洗掉以將其除去，然后可以恢復膜通量。通常，其他的凝集和超濾組合過程也能非常有效地去除有機物，主要原因如下：第一，凝集會在水中形成小的絮凝劑，并逐漸形成微絮凝。并且改善了其重分離性能。其次，微絮凝劑可以在超濾膜后被捕獲，從而可以更好地消除有機結合分子的聚集。沉淀池的預處理可以提高膜通量，改善膜過濾處理性能，并改善水質。目前，混凝超濾過程有兩種：壓力式和浸入式，在實際操作和應用過程中，可以根據(jù)不同需要進行選擇。

3.2 從加工業(yè)重工業(yè)中回收廢水

隨著食品制造和加工業(yè)的發(fā)展，許多制造和生產(chǎn)過程逐漸需要消耗更多的水資源。生活污水再處理后，其中含有的淀粉和其他營養(yǎng)物質含量相對較大，可以回收利用，以發(fā)揮更充分的作用，這種生活污水中含有多種可以生化的物質。如果這些物質可以排放，則其中一些會對水體造成傷害，從而對環(huán)境造成損害。超濾膜技術的應用可以有效地凈化污水并回收利用污水。它不僅可以去除對人體有害的各種物質，而且可以大大減少對自然生態(tài)環(huán)境的破壞。它可以實現(xiàn)各種養(yǎng)分的回收和再利用，節(jié)約農(nóng)業(yè)用水。

3.3 處理含油工業(yè)廢水

生產(chǎn)產(chǎn)生的含油廢水中有機物的排放量大大增加，不僅對生活環(huán)境造成了嚴重的工業(yè)污染，而且還對生態(tài)產(chǎn)生了不利影響。為了改善整個環(huán)境，為了保證生態(tài)系統(tǒng)的整體質量和正常運行，有必要對含油污水進行更有效的直接處理，進一步擴大農(nóng)業(yè)水的凈化作用。含油工業(yè)廢水相對其他工業(yè)廢水，有兩個不同的方面。含有乳化油、浮油等物質，這使得綠色環(huán)保工程的水處理更加困難。為了有效地解決廢水的產(chǎn)生問題，該工藝也更加復雜。與含油廢水排放有關的問題，可充分利用超濾膜技術，充分發(fā)揮其功能，使其完全分離，大大降低高含油工業(yè)廢水的進水濃度，然后更加持續(xù)有效地去除其他有害健康的物質。例如，不僅可以改善水處理方法和環(huán)境保護項目的質量，而且可以通過高度凈化含油廢水來減少水污染問題。

3.4 海水淡化

目前，以色列已有一個海水淡化項目案例使用超濾。由于中國擁有更為成熟的業(yè)務和非常豐富的實踐經(jīng)驗來解決各種水資源短缺的問題，美麗的海岸線非常長，因此有必要發(fā)展海水淡化技術。但是海浪包含大量的雜質，例如微生物和細菌，并且粒徑非常小，這些雜質很難處理。某些電流處理技術，例如電滲析技術，具有明顯的缺點。在其他相關研究中，將超濾和反滲透的核心技術相結合可以提高海水凈化的效果。在各種技術的整體發(fā)展中，已經(jīng)應用了超濾膜的各種技術。其高質量的完全分離以及全面的理化特性可以提高海水淡化項目的效率和質量，并大大降低能耗。超濾膜技術為大規(guī)模海水淡化提供了更多技術支持，可以繼續(xù)有效降低其他成本并改善中國目前的水質現(xiàn)狀，節(jié)約資源，在效率和質量方面都具有重要意義。

4 關于環(huán)境工程水處理運用超濾膜技術的要點

（一）聚偏氟乙烯超濾膜

聚偏氟乙烯是一種結晶聚合物，結晶熔點為170℃，機械性能良好，化學穩(wěn)定性和耐磨性都比較強，是一種常見的制膜材料。聚偏氟乙烯在常溫的條件下不易被酸堿腐蝕，即使是在高達100℃的環(huán)境溫度下，其化學性能也不易改變，在脂肪烴、芳香烴等有機溶劑中也不易溶解，對各種射線輻射都具有良好的抵抗能力，因此，在膜分離技術中逐漸受到人們的重視。雖然聚偏氟乙烯具有上述優(yōu)點，但是其親水性比較差，因此，制出來的分離膜在廢水處理中也容易受到污染，使產(chǎn)水量降低。為了改善聚偏氟乙烯的親水性能，研究人員將無機納米顆粒混合到聚偏氟乙烯中，通過無機納米顆粒的親水基團來提高聚偏氟乙烯分離膜的機械強度，進而提高分離膜的抗污染性和親水性。

（二）聚醚砜超濾膜

聚醚砜材料可以制備成多種類型的膜，其耐熱、抗壓、抗氧化性能都比較好。聚醚砜材料的種種優(yōu)點使其成為制備復合膜的理想材料，近幾年來對該材料的研究深度也逐漸增加。在聚醚砜超濾膜中加入耐高溫的雜萘聯(lián)苯可以有效增強分離膜的抗溶解性和耐腐蝕性，并且能夠承受的最高溫度也上升到300℃，從而使超濾膜能夠適應多種環(huán)境下的廢水處理工作。

（三）聚乙烯醇超濾膜

聚乙烯醇材料內(nèi)部嚴格的線性結構使其分子之間的氫鍵結合非常穩(wěn)定。結構內(nèi)部的羥基親水性能良好，可以降低成膜難度，因此常被用于親水膜的制作。由于聚乙烯醇超濾膜極易在水中溶解，因此，需要通過熱處理等加工工藝來改變其親水性能。在聚乙烯醇中加入納米二氧化硅不僅可以保留聚乙烯醇的親水性，還可以增加分離膜的抗污能力，納米二氧化硅聚乙烯醇的水通量和抗污染能力比一般的聚乙烯醇超濾膜都要高很多。

（四）醋酸纖維素超濾膜

醋酸纖維素材料來源廣泛、價格低廉，因此，被廣泛用作超濾膜的制備材料。聚乙烯醇和醋酸纖維素結合可制備共混超濾膜，不僅具有極高的親水性和抗污性，而且滲透速率更高，除油率高達90%以上。

以上幾種就是常用的超濾膜材料，除此之外，有機高分子制膜材料還包括聚酰胺類和纖維類等有機材料。有機材料具有天然的性能優(yōu)勢，但是一些使用性質上的弊端還需要通過不斷的實驗研究來提高其物理性能，使其應用范圍更廣。

結束語

環(huán)境保護工程實際開展的過程中有效的應用超濾膜技術可以進一步提升水資源的凈化效果和處理效率，確保環(huán)境保護工作的有效開展。未來對這一技術的進一步探索會愈發(fā)深入，最終為人們帶來更高質量的飲用水資源。