趙晶琳 秦磊 戴士博

摘要：隨著我國(guó)水資源污染、水資源浪費(fèi)等問(wèn)題的日益嚴(yán)重，對(duì)受污染水資源、有害物質(zhì)等的處理，成為環(huán)保工程水處理關(guān)注的主要內(nèi)容。超濾膜技術(shù)作為一種水資源凈化技術(shù)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水或食品廢水的處理中，且取得較為良好的過(guò)濾效果。本文主要探討環(huán)保工程水處理中，對(duì)超濾膜技術(shù)的應(yīng)用狀況，以及應(yīng)用超濾膜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與弊端，并對(duì)超濾膜技術(shù)的未來(lái)發(fā)展作出展望。

關(guān)鍵詞：環(huán)保工程;水處理;超濾膜技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X192 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）07-0-01

Abstract： With the increasing problems of water pollution and waste of water resources in China， the treatment of polluted water resources and harmful substances has become the main content of environmental protection project water treatment. As a water purification technology， ultrafiltration membrane technology has been widely used in the treatment of domestic sewage， industrial wastewater or food wastewater， and has achieved relatively good filtration results. This paper mainly discusses the application of ultrafiltration membrane technology in environmental engineering water treatment， as well as the advantages and disadvantages of applying ultrafiltration membrane technology， and prospects for the future development of ultrafiltration membrane technology.

Key words： Environmental engineering; Water treatment; Ultrafiltration membrane technology; Application

超濾膜技術(shù)是一種利用膜兩側(cè)壓力差，將微粒、膠體、細(xì)菌等大粒子與水分離，從而完成水資源篩分與純化的技術(shù)。在一定壓力作用下，流過(guò)多孔膜表面的水資源會(huì)被物理截留，其中小粒子原液會(huì)透過(guò)高壓側(cè)流向低壓側(cè)，大粒子則會(huì)在超濾膜上聚合與分離。基于此，可以利用超濾膜技術(shù)，在高溫環(huán)境中進(jìn)行環(huán)保工程的水處理，以達(dá)到提升水質(zhì)與凈化水污染的效果。

1 超濾膜技術(shù)的主要特征及實(shí)現(xiàn)原理

超濾膜技術(shù)是利用篩孔分離，對(duì)水資源中雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾去除的技術(shù)。相比于傳統(tǒng)過(guò)濾分離技術(shù)，超濾膜技術(shù)主要存在以下幾方面特征：（1）裝置簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、無(wú)污染。超濾膜對(duì)污染水資源的過(guò)濾過(guò)程，是采取驅(qū)動(dòng)裝置提供壓力，進(jìn)行大顆粒雜質(zhì)層層過(guò)濾的技術(shù)，過(guò)濾過(guò)程中無(wú)需加熱、無(wú)需添加化學(xué)試劑，就能完成0.1μm以內(nèi)微粒的過(guò)濾，這大大降低污染水資源的處理成本。（2）大顆粒雜質(zhì)的分離效率高。在酸性、腐蝕性或溫度較高環(huán)境下，超濾膜對(duì)大顆粒分子量物質(zhì)的截留率能達(dá)到90%以上，因此超濾膜技術(shù)的過(guò)濾精度非常高。

而在超濾膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理方面，其主要利用驅(qū)動(dòng)設(shè)備對(duì)資源增壓，迫使純凈液體物質(zhì)與大分子化合物進(jìn)行分離，從而得到純凈率高于90%的水資源?，F(xiàn)階段運(yùn)用驅(qū)動(dòng)裝置操作的靜壓差為0.1～0.5MPa，超濾膜膜孔徑為10～10μm，可以對(duì)大分子化合物、微生物、膠體或稀釋溶液等進(jìn)行分離。而水、無(wú)機(jī)鹽等微粒能夠透過(guò)超濾膜，膜表面有效截留的顆粒直徑大約為0.01～0.1μm，已經(jīng)達(dá)到光學(xué)顯微鏡的微粒識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。通常在超濾膜技術(shù)水處理的過(guò)程中，需要經(jīng)過(guò)單段或多段連續(xù)操作、單段間歇操作等步驟，才能得到具有相同濃度的凈化水資源。首先超濾膜過(guò)濾單段連續(xù)操作，是指過(guò)濾時(shí)施加壓力接近水資源液濃度的滲透壓，以盡可能過(guò)濾出大量大顆粒雜質(zhì);之后采用多段連續(xù)操作，進(jìn)行污染水資源分段的截留與滲透，來(lái)降低水資源溶液的濃度;最后為減小不同分段區(qū)間的溶液濃差，水資源料液需要在膜組件中循環(huán)多次，才能達(dá)到工業(yè)水處理的過(guò)濾與使用要求。

2 超濾膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與弊端

2.1 超濾膜技術(shù)在水處理中的優(yōu)勢(shì)

超濾膜技術(shù)在污水過(guò)濾中的使用，主要通過(guò)濾膜篩孔的物理分離作用，來(lái)對(duì)大分子化合物、有機(jī)物、膠體或細(xì)菌等進(jìn)行過(guò)濾，能夠被應(yīng)用到不同溫度、化學(xué)性質(zhì)的環(huán)境中。超濾膜絲作為復(fù)合性親水材料，其具有較為良好的透水性、耐高溫、耐腐蝕等特性，尤其在水中有機(jī)物含量低、水質(zhì)好的環(huán)境中，超濾膜能夠截留10萬(wàn)以上大顆粒分子，可用于水資源中藥物、酶或果汁等的分離。而且超濾膜技術(shù)采用多層過(guò)濾膜，分階段對(duì)不同濃度污水進(jìn)行層層處理。

2.2 超濾膜技術(shù)在水處理中的弊端

利用超濾膜技術(shù)對(duì)工業(yè)廢水、生活污水等進(jìn)行處理，通常存在以下幾方面使用弊端：（1）現(xiàn)階段凈化企業(yè)使用的超濾技術(shù)，為侵入式或壓入式過(guò)濾技術(shù)，需要多種壓力驅(qū)動(dòng)設(shè)備、輔助設(shè)備配合，才能完成污水過(guò)濾與處理工作，這使得水資源凈水成本更高、工藝更復(fù)雜。（2）超濾膜表面會(huì)由于吸附、顆粒阻塞等問(wèn)題的出現(xiàn)，而產(chǎn)生生物污染、吸附污染和沉淀污染的狀況，并影響后續(xù)污水資源的處理。所以要不定時(shí)對(duì)超濾膜進(jìn)行清理與維護(hù)，以避免膜污染或水污染情況的發(fā)生。（3）污水凈化中使用的超濾膜為多層濾膜，雙膜、多膜層層過(guò)濾才能去除水中雜質(zhì)，而且超濾膜技術(shù)與其他凈水工藝之間的聯(lián)合較少，用于污水處理的技術(shù)運(yùn)營(yíng)、維護(hù)成本較高，這都制約著超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程水處理中的應(yīng)用。

3 環(huán)保工程水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 化工廢水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國(guó)化工制造規(guī)模的不斷擴(kuò)大，化工生產(chǎn)的電鍍廢水也開(kāi)始增多，如何對(duì)電鍍廢水進(jìn)行排放與處理，成為化工企業(yè)面臨的主要難題。電鍍廢水中存在鐵、銅、鋅、鎳等重金屬，直接排放至自然環(huán)境中不僅會(huì)污染土壤，而且會(huì)經(jīng)由植物或植被進(jìn)入人體，最終威脅人類的生命健康。當(dāng)前多數(shù)企業(yè)對(duì)電鍍廢水的處理，仍然采用反滲透技術(shù)，對(duì)溶液雜質(zhì)、大顆粒物質(zhì)進(jìn)行吸附、分離與提取。但這種化工廢水處理方式的效率較低，只能夠?qū)Υ箢w粒物質(zhì)作出分離與提取，無(wú)法去除污水溶液中的有機(jī)物、細(xì)菌等微粒，因此其不能滿足電鍍廢水處理的要求。而超濾膜

技術(shù)作為一種壓力滲透、篩孔分離技術(shù)，其在廢水處理中細(xì)膩程度，要顯著高于反滲透技術(shù)。特別對(duì)于氧化物含量高的化工廢水而言，超濾膜技術(shù)能夠吸附、截留90%以上的雜質(zhì)，其中膜表面活化劑主要負(fù)責(zé)吸附大顆粒物質(zhì)，增壓篩孔主要對(duì)直徑在0.1μm左右的微粒進(jìn)行分離，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)化工廢水的凈化與離子回收。

3.2 生活用水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用

生活污水主要來(lái)自城市、鄉(xiāng)村居民的生活消耗，污水中包含洗滌劑、垃圾或糞便等物質(zhì)，且存在大量氮、磷、硫等無(wú)機(jī)鹽。而且城市生活污水在地面徑流過(guò)程中，還會(huì)攜帶病原微生物、病毒等致病細(xì)菌，這些細(xì)菌繁殖速度快、抗藥性強(qiáng)，很難通過(guò)簡(jiǎn)單的高溫處理進(jìn)行消滅。基于此，使用超濾膜技術(shù)對(duì)生活用水進(jìn)行處理，可以有效去除水中的各類有機(jī)物、有害物質(zhì)，甚至達(dá)到飲用水的凈化質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一般利用超濾膜技術(shù)開(kāi)展生活污水處理，需要先檢測(cè)污水污染程度，污染程度較低可以直接使用超濾處理，污染程度較高則要與其他技術(shù)結(jié)合，來(lái)完成COD物質(zhì)、氨氮及固體懸浮物的去除。在超濾膜技術(shù)與其他技術(shù)混合使用的過(guò)程中，先運(yùn)用顆?；钚蕴俊⑽V活性炭，對(duì)生活污水進(jìn)行預(yù)處理。之后利用膜生物反應(yīng)器、活性污泥超濾耦合等設(shè)備，展開(kāi)有機(jī)物、病原污染物等的超濾滲透處理，超濾膜技術(shù)在COD及其他雜質(zhì)去除方面，能達(dá)到95%以上去除率。

3.3 食品廢水處理中超濾膜技術(shù)的應(yīng)用

食品工業(yè)在食品發(fā)酵過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一系列酵母、乳糖或細(xì)菌等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會(huì)隨工業(yè)污水排放到自然環(huán)境中。因此超濾膜技術(shù)在食品廢水處理中的應(yīng)用，其主要作用在于凈化食品污水的雜質(zhì)，并清除污水中存在的大量細(xì)菌。同時(shí)食品污水中的乳糖、淀粉等，也可以通過(guò)超濾膜的過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行回收，處理后的水資源還可以供應(yīng)后勤等部門的使用。所以從食品工業(yè)廢水的循環(huán)利用而言，超濾膜技術(shù)不僅能大大提升食品污水處理的效率與質(zhì)量，還能夠減少食品加工中的資源浪費(fèi)，從而擴(kuò)大食品工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。此外，超濾膜技術(shù)還可以應(yīng)用到含油廢水的處理中，其原理為針對(duì)油脂的分子量直徑進(jìn)行壓力滲透，一層層清除含油廢水中的雜質(zhì)，并有效減少水污染而導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

在環(huán)保工程大力開(kāi)展的形勢(shì)下，污水處理工作正逐漸成為企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，而污水處理與凈化的難度也越來(lái)越高，這就為超濾膜技術(shù)的使用提供了機(jī)會(huì)。超濾膜技術(shù)由于具有低耗能、高效率的特征，可以被應(yīng)用到化工廢水、生活污水、食品污水等的處理中。在多種工業(yè)生產(chǎn)的廢水處理中，通過(guò)超濾、微濾等水處理工藝的組合使用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顆粒物質(zhì)的篩分與清除，最終制造出符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的純凈水資源。

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收稿日期：2019-03-03

作者簡(jiǎn)介：趙晶琳（1984-），女，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)保工程。