張宏斌

（陽原縣水務(wù)局，河北 張家口 075800）

引言

超濾膜技術(shù)是指利用具有超濾膜結(jié)構(gòu)的過濾裝置，對(duì)生活生產(chǎn)用水進(jìn)行一定的有效處理，使其品質(zhì)得到很大的提升，以滿足人們對(duì)水資源的使用需求。與傳統(tǒng)的過濾技術(shù)相比，超濾膜具有更高的過濾精度，能夠?qū)λY源進(jìn)行納米級(jí)的過濾處理，將水中的各種微小雜質(zhì)和有害物質(zhì)有效去除，能夠進(jìn)一步改善水處理質(zhì)量，這樣可以提高水資源的重復(fù)利用率，在一定程度上可以有效解決水資源短缺的問題[1-2]。

1 超濾膜技術(shù)原理及特點(diǎn)

1.1 超濾膜技術(shù)原理

超濾膜技術(shù)是一種通過高分子過濾膜將各種物質(zhì)得到有效分離的技術(shù)。它的本質(zhì)是借助壓力分離溶液，溶劑和一些低分子量的溶質(zhì)通過過濾膜，將高分子量的物質(zhì)攔截，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。其主要是通過采用人工合成的高分子超濾膜，在一定壓力的作用下，實(shí)現(xiàn)溶液中不同物質(zhì)的有效分離，達(dá)到凈化或濃縮溶液的目的。超濾是指過濾結(jié)構(gòu)的孔徑，介于微濾和納濾之間，平均孔徑為3～100 nm，具體取決于所采用的過濾結(jié)構(gòu)。一般來說，超濾膜技術(shù)的雜質(zhì)去除率可高達(dá)99.99%[3]，能夠快速、有效地過濾掉水資源中微小雜質(zhì)和有害物質(zhì)，是一種非常成熟的凈化水資源的技術(shù)。同時(shí)，超濾膜還附帶有一定的靜電效果，通過電擊可以去除水資源中的各種病原微生物，從而更好地凈化水資源。

1.2 超濾膜技術(shù)特點(diǎn)

1）防止二次污染。超濾膜技術(shù)是一種物理凈化方法，不使用化學(xué)藥品和添加劑，相比于傳統(tǒng)的凈化技術(shù)，它更有效、更安全，在實(shí)際操作中可以提高水資源的凈化率，同時(shí)也可以降低水資源被二次污染的概率，真正保證了水資源的質(zhì)量。

2）穩(wěn)定性高。超濾膜技術(shù)通過高分子過濾膜過濾水資源，高分子過濾膜的技術(shù)比較成熟，同時(shí)做到了無添加，從而超濾膜技術(shù)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。

3）自動(dòng)化程度高。通過配套的超濾膜控制操作系統(tǒng)，可對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制和管理，可大大減少所需的操作人員數(shù)量。整個(gè)系統(tǒng)可靠性高，不需要人工頻繁的維護(hù)和管理。

4）污水處理質(zhì)量高。由于超濾膜孔的孔徑都很小，所以在對(duì)水源的過濾過程中便可以充分地過濾到水中的大部分雜志，雜質(zhì)去除率很高，甚至達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

5）雜質(zhì)去除率高。該技術(shù)主要利用高壓的作用來實(shí)現(xiàn)物料的分離，過濾膜的化學(xué)性質(zhì)起到過濾的作用，可以去除雜質(zhì)，保證水處理的效果，而且該技術(shù)耐高溫、耐高堿，使用過程相對(duì)穩(wěn)定[4-5]。

2 水處理過程中的超濾膜技術(shù)類型

2.1 膜分離處理技術(shù)

超濾膜分離處理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是建立在其所具有的選擇滲透性基礎(chǔ)上，能夠有效地分離水中不同粒徑的物質(zhì)。用于水處理的超濾膜材料孔徑一般在1～100 nm 范圍內(nèi)，可以滿足水處理對(duì)孔徑的要求。膜分離技術(shù)在海水淡化中得到廣泛應(yīng)用，有助于對(duì)當(dāng)前淡水資源緊缺狀況進(jìn)行一定的改善，緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中所遇到的水資源短缺問題。

2.2 超濾膜短流程處理技術(shù)

超濾膜短過程處理技術(shù)是指對(duì)整個(gè)水處理工藝進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，將其有效集中于一定面積的構(gòu)筑物內(nèi)，整個(gè)處理過程相對(duì)緊湊和簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。與傳統(tǒng)膜處理技術(shù)相比，該技術(shù)在運(yùn)行過程中的膜污染程度較低、整體造價(jià)也較少、水利用率更高以及占地面積較小，所以在生活與工業(yè)廢水污水的處理中就會(huì)常用到超濾膜短過程處理這一技術(shù)，因?yàn)檫@一技術(shù)能夠更全面、更有效地過濾廢水中的各種各樣的對(duì)人體、對(duì)環(huán)境有害離子，從而實(shí)現(xiàn)水資源凈化的目的。但是，這種處理工藝并不適合處理嚴(yán)重被污染的廢水，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

2.3 組合超濾膜處理技術(shù)

組合超濾膜處理技術(shù)就是將兩種或兩種以上的不同方式對(duì)污水過濾處理技術(shù)結(jié)合在一起，形成更科學(xué)的組合超濾膜過濾這一先進(jìn)的污水過濾處理技術(shù)，從而充分發(fā)揮不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到對(duì)復(fù)雜污水過濾的高質(zhì)量、高效果的處理目的。把它與之前單一過濾技術(shù)來做比較的話，組合技術(shù)更能體現(xiàn)它在操作過程中的全面性，更能夠體現(xiàn)組合超濾膜過濾技術(shù)具有更廣泛的適用性，可以滿足多種不同的水處理要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水資源的高效處理。然而，各種技術(shù)的組合并不是簡(jiǎn)單地拼在一起，而是需要將不同的技術(shù)很好地連接起來，這就需要進(jìn)行不斷地摸索探究，開發(fā)不同的組合工藝來提高水處理水平。

3 超濾膜技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 食品工業(yè)污水凈化處理中的應(yīng)用

食品工業(yè)的污水中含有大量的有機(jī)污染物，會(huì)造成不同程度的細(xì)菌污染。如果不進(jìn)行科學(xué)合理的凈化處理直接排放，將對(duì)自然環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染。同時(shí)，食品廢水中所含的淀粉、酵母等物質(zhì)也具有一定的回收利用價(jià)值。有效的回收可以給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。利用超濾膜技術(shù)對(duì)食品工業(yè)廢水進(jìn)行系統(tǒng)、綜合的處理，既能徹底去除有機(jī)物，避免環(huán)境污染，又能回收可重復(fù)使用的有機(jī)物，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)食品工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

3.2 生活飲用水凈化處理中的應(yīng)用

飲用水質(zhì)量是公眾最關(guān)心的問題，因?yàn)轱嬘盟|(zhì)量關(guān)系到公眾健康和每個(gè)人的個(gè)人利益。然而，從我國(guó)的現(xiàn)狀來看，我國(guó)的水源污染現(xiàn)象不斷加劇，新水資源和水質(zhì)問題將更加明顯?？梢郧宄乩斫?，這種污染現(xiàn)象將對(duì)公眾的日常飲用水造成極大的危害。如果不能合理有效的處理，最終的現(xiàn)象將是非常嚴(yán)重的。為了有效地處理這種現(xiàn)象，應(yīng)將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于水的凈化處理。當(dāng)超濾膜技術(shù)應(yīng)用于生活用水的凈化處理時(shí)，可以促進(jìn)生活用水中各種原始動(dòng)物、細(xì)菌等有害物質(zhì)的最徹底去除。此外，它還將處理生活用水中的一些致病微生物和純天然有機(jī)物。經(jīng)過這一系列的處理操作，一般都能達(dá)到非常滿意的效果，最大程度上滿足了公眾對(duì)飲用水水質(zhì)的需求。超濾膜技術(shù)具有較高的水處理質(zhì)量，將其應(yīng)用于居民飲用水的處理中，可取得良好的效果，為居民飲用水安全提供了可靠的保障。通過超濾膜的過濾分離之后，能夠?qū)⑺写嬖诘墓腆w、絮狀物以及重金屬離子等有害物質(zhì)進(jìn)行完全去除，并且對(duì)于水中粒徑更小的各種有害微生物也能進(jìn)行有效去除，進(jìn)而達(dá)到安全飲用的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，通過將膜處理技術(shù)與CASS 進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，還能對(duì)各種生活污水進(jìn)行不低于90%的處理，進(jìn)而能夠在一定程度上提高水資源的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水的目的。

如圖1 所示，就生活污水來說一般成分都比較穩(wěn)定，各地都差不多，確定規(guī)模和進(jìn)水水質(zhì)之后，就可以按照下面的流程來進(jìn)行處理。

圖1 生活污水處理流程圖

3.3 工業(yè)電鍍廢水凈化處理中的應(yīng)用

電鍍廢水中含有大量有害的金屬離子，例如，鎘和鎳，其會(huì)對(duì)植物和人體健康造成非常嚴(yán)重的威脅。對(duì)于工業(yè)電鍍廢水，傳統(tǒng)的電解處理方法的處理效果非常有限，且其處理成本非常高，不利于電鍍企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過有效應(yīng)用膜處理技術(shù)處理工業(yè)電鍍廢水，有機(jī)碳去除率高達(dá)85%，各種有害金屬離子也能得到有效去除，為電鍍工業(yè)的健康發(fā)展提供了可靠的保障。

3.4 海水淡化凈化處理中的應(yīng)用

隨著水資源短缺問題的日益嚴(yán)重，發(fā)展海水淡化技術(shù)迫在眉睫，其中所采用的電滲技術(shù)由于回收率較低的問題并沒有在更大的范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用。超濾膜特殊的中空纖維結(jié)構(gòu)在海水處理過程中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，將其與反滲透技術(shù)進(jìn)行組合共同應(yīng)用于海水處理工作中，能夠大大提高海水淡化裝置的處理能力。超濾膜在處理海水的過程中，表現(xiàn)出了更高的分離和物化性能，經(jīng)過淡化處理后的海水水質(zhì)更優(yōu)，能夠直接進(jìn)行應(yīng)用，而不需要進(jìn)行更進(jìn)一步的處理。

4 結(jié)語

現(xiàn)在社會(huì)的快速發(fā)展致使水資源污染嚴(yán)重和短缺，一項(xiàng)成熟的環(huán)境工程水處理技術(shù)是非常被需要的，對(duì)于目前復(fù)雜的被污染水資源，我們應(yīng)該加大投入力度，更好地開發(fā)超濾膜技術(shù)，將超濾膜技術(shù)更好地應(yīng)用在水利工程水處理中，對(duì)于飲用水凈化、城市污水處理等各種需求，選擇不一樣的處理手段，以此達(dá)到最優(yōu)異的處理效果，為人們提供更多優(yōu)質(zhì)的水資源。