超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程污水處理中的應(yīng)用

洪 潔

（浙江天弈環(huán)境有限公司，浙江 杭州 310012）

為了保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境及實現(xiàn)人類經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，世界各國都投入了大量人力、物力及財力資源來開展各類環(huán)保工程建設(shè)。環(huán)保工程中包含許多內(nèi)容，污水處理是其中最重要的內(nèi)容之一，也是開展起來難度最大的內(nèi)容之一。污水處理首先要選對技術(shù)方法，只有在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的支持下，才能夠確保污水處理目標(biāo)的有效實現(xiàn)。超濾膜技術(shù)目前已在污水處理領(lǐng)域中大放異彩，其優(yōu)異的污水處理效果，為現(xiàn)代污水處理工作指明了新的發(fā)展方向。

1 超濾膜技術(shù)介紹

1.1 超濾膜技術(shù)的原理

簡單來說，可以將超濾膜技術(shù)解釋為溶液分離下的加強(qiáng)濃縮處理技術(shù)。超濾膜技術(shù)主要運用了兩大原理：一是超濾原理，二是微透過原理。其中，超濾原理是指通過在溶液中添加一個其余物質(zhì)可以穿過但溶質(zhì)難以穿過的膜來實現(xiàn)污水處理目的，它的前提是要有足夠的壓力把物質(zhì)推向膜的方向。目前我國的超濾技術(shù)已經(jīng)比較成熟，能夠非常高效且有針對性地排除掉溶液中的雜質(zhì)，最大限度地避免雜質(zhì)穿過濾膜，同時所采用的膜也從過去的單層膜逐漸向多層膜發(fā)展，總體實用性有了顯著提升。微透過原理是指只有一些細(xì)小的、無污染的物質(zhì)能夠從膜中穿過，通常在超濾過程中分子量的保存數(shù)量約為500萬，質(zhì)量約在0.002-0.100um范圍內(nèi)?；谖⑼高^原理，可以將污水中所含的絕大多數(shù)乃至全部顆粒物、有害物質(zhì)等清理干凈，以最大限度地提高出水水質(zhì)。

1.2 超濾膜技術(shù)的特點

超濾膜技術(shù)擁有很多鮮明的特點，這些特點也是它的優(yōu)勢，正是由于這些優(yōu)勢才使得該技術(shù)表現(xiàn)出了優(yōu)異的污水處理效果，在環(huán)保工程污水處理中得到了廣泛應(yīng)用[1]。具體來說，首先，超濾膜技術(shù)具備物理性，換言之它是一種物理污水處理技術(shù)，在應(yīng)用過程中無須使用化學(xué)藥劑、無須經(jīng)過任何化學(xué)反應(yīng)，不會對水資源造成二次污染，非常節(jié)能環(huán)保；其次，超濾膜技術(shù)具備強(qiáng)抗酸性，在應(yīng)用過程中不易受到污水中的各種酸堿物質(zhì)的影響和損害；再次，超濾膜技術(shù)具備強(qiáng)抗溫性，在高溫下不易發(fā)生損壞，可以使用高溫氣體對其進(jìn)行消毒，其最高耐受溫度可達(dá)140℃；第四，超濾膜技術(shù)具備操作便捷性，該技術(shù)在應(yīng)用過程中操作容易、步驟簡單，不涉及過多的繁瑣操作和額外步驟；最后，超濾膜技術(shù)具備低成本性，它的應(yīng)用成本顯著低于傳統(tǒng)污水處理技術(shù)，可為環(huán)保工程節(jié)省很多開支。

1.3 超濾膜技術(shù)的工藝及流程

超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程污水處理應(yīng)用中主要涉及到兩種工藝：一是沉淀超濾工藝，二是砂濾超濾工藝。其中，沉淀超濾工藝的基本流程為：污水混凝及沉淀處理→水泵加壓→泵入膜分離器→超濾膜過濾→流入產(chǎn)水箱→流入調(diào)節(jié)池。砂濾超濾工藝的基本流程則為：污水混凝、沉淀及砂濾處理→水泵加壓→泵入膜分離器→超濾膜過濾→流入產(chǎn)水箱→流入調(diào)節(jié)池。從二者區(qū)別上來看，砂濾超濾工藝比沉淀超濾工藝多了一個污水砂濾環(huán)節(jié)[2]。需注意，隨著膜使用時間的延長，其會逐漸受到污染而降低過濾效率，針對該問題，可使用產(chǎn)水箱中的水來反向沖洗膜，以使之過濾能力恢復(fù)。再者，還可利用化學(xué)強(qiáng)化維護(hù)手段來緩解跨膜壓力，以避免過高頻率的清洗。近年來，隨著超濾膜技術(shù)的不斷發(fā)展，人們在其傳統(tǒng)工藝流程的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了許多優(yōu)化，例如可以將第一步改為對SBR池的出水直接進(jìn)行過濾、適當(dāng)延長制水時間等；另外在清洗膜時，也可以改用檸檬酸進(jìn)行清洗，或是交替使用次氯酸鈉與檸檬酸進(jìn)行清洗。優(yōu)化后的工藝流程能夠進(jìn)一步提升超濾膜技術(shù)的污水處理效果及降低成本。

2 超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程污水處理中的應(yīng)用意義

眾所周知，水是地球上的寶貴資源，是人們賴以生存的物質(zhì)，所以保護(hù)水資源是現(xiàn)代人無可推卸的責(zé)任與義務(wù)。但就我國目前的實際情況來看，水污染和水資源短缺問題仍舊十分嚴(yán)峻，這既影響了人們的健康生活，又抑制了生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)。之所以會出現(xiàn)這種狀況，一項重要原因就是對污水的處理水平不足、處理效率較低。污水處理是環(huán)保工程中的重要內(nèi)容，如今全世界都在積極開展環(huán)保工程，所以污水處理也是全世界所共同重視的一項工作。當(dāng)前水資源保持、利用的總體形勢對污水處理工作提出了極高的要求，只有不斷提升思想重視程度，積極更新應(yīng)用先進(jìn)、合理、科學(xué)、有效的污水處理技術(shù)開展工作，才能夠滿足不斷變化的污水處理要求。而在已有的眾多污水處理技術(shù)當(dāng)中，超濾膜技術(shù)是比較具有代表性的一種。超濾膜技術(shù)的本質(zhì)是在溶液分離下的加強(qiáng)濃縮處理技術(shù)，通過在環(huán)保工程污水處理中應(yīng)用該技術(shù)，可以實現(xiàn)對水體中細(xì)菌等物質(zhì)的完全截留，從而得到更好、更穩(wěn)定的出水水質(zhì)。由于其出水濃度較低，其中含有的微生物安全性也想對較高。在現(xiàn)實中，大部分水廠的供水規(guī)模都比較靈活，都可以適用超濾膜技術(shù)，一般只需添加上相關(guān)超濾膜組件即可實現(xiàn)對超濾膜技術(shù)的應(yīng)用?？梢哉f，超濾膜技術(shù)改變了傳統(tǒng)污水處理模式，促使污水處理行業(yè)趨向了集約化發(fā)展。因此，無論是站在行業(yè)發(fā)展角度上，還是站在環(huán)保工程發(fā)展角度上，乃至站在整個經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展角度上來看，超濾膜技術(shù)的應(yīng)用都具有重要意義。

3 污水的主要來源

3.1 工業(yè)污水

工業(yè)污水是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水。工業(yè)生產(chǎn)的很多環(huán)節(jié)都需要運用到大量水資源，隨即而來的就是工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量工業(yè)污水，例如產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)、設(shè)備清洗環(huán)節(jié)、場地清洗環(huán)節(jié)等，都會產(chǎn)生大量污水[3]。近年來，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)污水的排放量也呈現(xiàn)出逐年升高趨勢。

3.2 生活污水

生活污水是指在人們的日常生活中產(chǎn)生的污水，例如洗漱污水、烹飪污水、清潔污水等[4]。近年來，隨著城市人口數(shù)量的不斷增長及人們物質(zhì)需求的不斷提升，生活污水的排放量也日益增多，并且由于部分城市的排水管網(wǎng)建設(shè)不夠完善，排放量的增加還直接導(dǎo)致了城市水體污染的加重。

4 超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程污水處理中的具體應(yīng)用

4.1 在凈化飲用水中的應(yīng)用

人的生存離不開飲水，若飲水質(zhì)量差，或是飲水中存在有害物質(zhì)，那么將會嚴(yán)重威脅到人的身體健康乃至生命安全。所以，現(xiàn)代人的飲用水必須是經(jīng)過凈化而達(dá)到相關(guān)飲用水凈化處理標(biāo)準(zhǔn)的水，而是否能夠凈化達(dá)標(biāo)，則取決于所采用的凈化技術(shù)效果好壞[5]。近年來，隨著我國飲用水凈化處理標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，傳統(tǒng)的凈化技術(shù)已經(jīng)逐漸無法滿足實際要求，在此背景下，尋找更加先進(jìn)有效的凈化技術(shù)成為了燃眉之急。而大量實踐經(jīng)驗表明，應(yīng)用超濾膜技術(shù)來凈化飲用水，可以非常輕松地將飲用水中的絕大多數(shù)微生物和有害物質(zhì)濾除掉，既可行又可靠，且能夠充分滿足現(xiàn)階段的飲用水凈化要求。

4.2 在淡化海水中的應(yīng)用

地球上并不缺水資源，所缺的其實是淡水資源，大量的海水一般情況下是無法直接進(jìn)行應(yīng)用的，必須要經(jīng)過淡化后才能夠應(yīng)用，因此淡化海水是一項重要研究課題。以往常使用的淡化海水技術(shù)主要有：多效蒸發(fā)技術(shù)、反滲透技術(shù)、多級閃蒸技術(shù)、壓汽蒸餾技術(shù)等[6]。這些技術(shù)雖已發(fā)展比較成熟，但在實際應(yīng)用過程中卻存在著許多缺陷和不足，例如在反滲透技術(shù)的應(yīng)用中存在著膜污染的問題。不過，隨著超濾膜技術(shù)在淡化海水中的應(yīng)用，一些問題得到了有效解決。應(yīng)用超濾膜技術(shù)來進(jìn)行海水淡化處理，一方面能夠更有效地控制水質(zhì)及反滲透系統(tǒng)的進(jìn)水質(zhì)量，另一方面還能夠?qū)Ω邼岫群ＫM(jìn)行有效的過濾。

4.3 在處理工業(yè)污水中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)與水資源息息相關(guān)，同時工業(yè)生產(chǎn)也會產(chǎn)生和排放大量的污水。工業(yè)污水中一般都會含有大量的有毒有害物質(zhì)，若不及時加以處理的話，則會對人類健康、生態(tài)環(huán)境以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等造成嚴(yán)重危害。由于工業(yè)污水中往往還包含大量的泥土，所以生化性能較差，僅采用傳統(tǒng)的污水處理方法效果不夠理想，而且能耗較高[7]。不過，若將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)污水處理中的話，則能夠顯著提升污水處理能力和凈化效果。具體來說，超濾膜技術(shù)一能夠有效清除掉工業(yè)污水中的有害物質(zhì)，以提高出水水質(zhì)；二能夠有效清除掉工業(yè)污水中的鈣元素，以降低水體鈣含量；三能夠有效清除掉工業(yè)污水中的各種重金屬元素，以避免對其他水體產(chǎn)生二次污染。

4.4 在處理生活污水中的應(yīng)用

人們的生活污水中往往都含有大量油污，有的是只表面浮有一層油膜，有的是混合大量散油，對于前者，一般可以直接采用沉淀法、機(jī)械分離法、活性炭吸附法等方法進(jìn)行處理，而對于后者，則必須要采用超濾膜技術(shù)才能夠徹底凈化干凈。

結(jié)語：

綜上所述，環(huán)保工程是國家的重要工程，而污水處理則是環(huán)保工程中的一項重要內(nèi)容，為了提高污水處理效果，除了要充分重視污水處理工作以外，還應(yīng)積極應(yīng)用先進(jìn)、合理、科學(xué)、有效的污水處理技術(shù)。超濾膜技術(shù)自誕生至今，經(jīng)過多年的完善和優(yōu)化，目前已成為污水處理的一線技術(shù)，它不但簡化了污水處理過程、降低了污水處理成本，更重要的是顯著提升了污水處理效果。未來，隨著相關(guān)研究的不斷深入，超濾膜技術(shù)還將得到進(jìn)一步完善和優(yōu)化，從而在污水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。