淺談環(huán)保工程水處理超濾膜技術(shù)及應(yīng)用

摘 要：隨著工業(yè)的發(fā)展和人口數(shù)量的增多，地球上水污染程度也在不斷增加，被污染的水體如果直接排入環(huán)境中就會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的水體、大氣、土壤污染問題，日益緊張的水資源也給人類的生存敲響警鐘，因此水處理就顯得格外重要。隨著技術(shù)不斷成熟，超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程水處理中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。文章介紹了超濾膜技術(shù)及其特點(diǎn)，探討了超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程水處理中的典型應(yīng)用，為水處理工程提供參考。

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

前言

在環(huán)保工程中，用于水處理的技術(shù)很多，例如生物法、溶膠-凝膠法、混凝沉淀法等等，每種方法都有各自的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，實(shí)際工程中對(duì)于不同要求的水質(zhì)常將承載不同技術(shù)的構(gòu)筑物組合起來(lái)，以達(dá)到出水水質(zhì)目標(biāo)。超濾膜技術(shù)是最近幾十年間才發(fā)展起來(lái)的新型水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，超濾膜技術(shù)在水處理過程中的優(yōu)勢(shì)在于效率高、能耗低、處理水量大等，隨著技術(shù)的不斷成熟，超濾膜技術(shù)不僅在工業(yè)污水處理中得到了成熟的應(yīng)用，而且在城市飲用水凈化領(lǐng)域也逐漸體現(xiàn)出較為廣闊的應(yīng)用前景。

1 超濾膜技術(shù)及特點(diǎn)

1.1 超濾膜技術(shù)原理

超濾膜技術(shù)是一種膜透過分離技術(shù)，其濾過能力介于納濾和微濾之間，其工作原理是：在溶液通過一種半透膜的時(shí)候，在壓力的作用下，溶劑和溶質(zhì)中的小分子物質(zhì)可通過濾膜到達(dá)膜的另一側(cè)，而溶質(zhì)中的大分子物質(zhì)和膠體則由于無(wú)法通過濾膜孔洞而被攔截下來(lái)，隨著溶液不斷流過，膜上被攔截的物質(zhì)也越來(lái)越多，因此要想實(shí)現(xiàn)超濾作用就得對(duì)溶劑施加更大的壓力，與此同時(shí)在膜的表面形成的物質(zhì)也展現(xiàn)出一定的化學(xué)特性，對(duì)于一些污染物也具有截留和分解的作用，從而實(shí)現(xiàn)水的凈化。隨著大分子物質(zhì)不斷富集在膜表面，濾過的速度不斷降低，出現(xiàn)“濃度極化”的現(xiàn)象，為使超濾能夠持續(xù)有效地進(jìn)行，實(shí)際工作中常使用攪拌式超濾裝置來(lái)消除“濃度極化”。

1.2 超濾膜技術(shù)的特點(diǎn)

相對(duì)于其他水處理技術(shù)而言，超濾膜技術(shù)具有很多無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：第一，超濾膜化學(xué)穩(wěn)定性高，可耐高溫、耐酸、耐堿，因此對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求不高，通用性強(qiáng)；第二，超濾膜技術(shù)原理簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約勞動(dòng)力，且操作簡(jiǎn)便、易于維護(hù)，運(yùn)行安全穩(wěn)定；第三，超濾膜技術(shù)屬于物理方法，在水處理過程中并不需要添加任何化學(xué)藥劑，因此可有效防止水體出現(xiàn)二次污染的情況；第四，超濾膜技術(shù)效率高，處理水量大，尤其是對(duì)污染較小的城市飲用水處理，展現(xiàn)出極高的工作效率。

2 超濾膜技術(shù)在環(huán)保工程水處理中的應(yīng)用

2.1 城市飲用水凈化

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)飲用水安全要求越來(lái)越高，但與此同時(shí)我國(guó)城市飲用水源地的污染也日益嚴(yán)重，直接取水的水質(zhì)越來(lái)越無(wú)法滿足飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，因此必須要對(duì)城市飲用水進(jìn)行凈化。城市飲用水的來(lái)源主要包括地下水和地面水兩種，兩種水源的污染機(jī)理不同，但污染物無(wú)非包括微生物、細(xì)菌、真菌、病毒、懸浮物等。傳統(tǒng)的飲用水凈化方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物和菌類的滅活凈化，以及對(duì)微米級(jí)懸浮物顆粒的凈化，而超濾膜技術(shù)在此基礎(chǔ)上還可實(shí)現(xiàn)對(duì)納米級(jí)顆粒的有效去除，因此出水水質(zhì)更高，對(duì)城市居民飲水健康具有重要意義。

2.2 海水淡化

水是不可再生資源，地球上可供人類飲用的淡水資源日益枯竭，水資源短缺已經(jīng)成為當(dāng)代人類面臨的最緊迫問題之一。海水淡化被認(rèn)為是解決飲用水危機(jī)的有效途徑，目前在世界范圍內(nèi)研究較多的海水淡化技術(shù)是電滲析技術(shù)，雖然電滲析被認(rèn)為是可以使海水淡化的有效方法，但其運(yùn)行成本高昂且回收率低，隨著技術(shù)的發(fā)展，超濾膜技術(shù)開始被用于反滲透海水淡化中，其優(yōu)異的分離性能和物化性能使得海水淡化的效率進(jìn)一步提升，同時(shí)能耗得到大幅降低。

2.3 電鍍廢水的處理

電鍍工業(yè)產(chǎn)生的廢水量巨大，而且含有大量的六價(jià)鉻、銅、鎳等重金屬，危害性極強(qiáng)，可生化性極低，實(shí)際工作中常采用鐵氧化法、電解法等等，但鐵氧化法會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥還需進(jìn)一步處理；電解法雖然可以很好地處理電鍍廢水，但運(yùn)行成本較高，不適合大范圍推廣。而將超濾膜技術(shù)和反滲透技術(shù)聯(lián)合使用被認(rèn)為是電鍍廢水處理的有效方法，其利用兩種膜技術(shù)能夠使電鍍廢水中大部分的重金屬、有機(jī)碳和硝酸鹽被去除，并且超濾膜的使用也降低了滲透膜的污染，提高使用壽命。

2.4 含油廢水的處理

含油廢水的主要來(lái)源包括原油泄漏、屠宰場(chǎng)廢水以及生活廢水等，其主要成分是浮油、分散油、乳化油和重油等，常用的含油廢水處理裝置是隔油池，但其對(duì)乳化油卻無(wú)法處理，因此常采用氣浮法進(jìn)行輔助處理。由于乳化油分子一般較大，因此可采用超濾膜技術(shù)，使含油廢水在加壓的條件下通過超濾膜，乳化油及其他大分子污染物就會(huì)被截留下來(lái)，去除效率較高。

2.5 城市污水回用

城市污水回用是緩解城市用水壓力的重要措施，將城市生活污水經(jīng)過處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后將其用于城市綠化用水以及城市中水系統(tǒng)。使用超濾膜技術(shù)可快速將城市污水處理達(dá)標(biāo)，由于城市污水一般可生化性較好，在實(shí)際工作中，為了提高出水水質(zhì)，常將周期循環(huán)活性污泥法（CASS）與超濾膜技術(shù)同時(shí)使用。在水力作用時(shí)間為12小時(shí)的條件下，該法COD去除率達(dá)到86%以上，氨氮的去除率達(dá)到90%以上，出水的pH值范圍為7.25-7.89，達(dá)到了城市水回用標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 食品工業(yè)廢水回收

超濾膜技術(shù)除了可以提高出水水質(zhì)外，還能將大量的有用固態(tài)物質(zhì)濃縮回收，最典型的應(yīng)用就是在食品工業(yè)領(lǐng)域。食品工業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有大量的脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉、酵母等，這些物質(zhì)如果排放到外界環(huán)境中不但會(huì)造成環(huán)境的污染，而且還造成大量的浪費(fèi)，因此采用超濾膜技術(shù)將廢水中的有用成分截留下來(lái)，同時(shí)水中的BOD和COD等也從水中被分離出來(lái)，將分離出的固態(tài)物質(zhì)經(jīng)過提取回收，可為企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，超濾膜技術(shù)是環(huán)保工程水處理的一項(xiàng)重要技術(shù)，其在城市污水處理和各種工業(yè)廢水處理以及有用物質(zhì)回收等方面都具有極為廣闊的應(yīng)用前景。目前，超濾膜技術(shù)的研究方向一個(gè)是發(fā)明更高效的超濾裝置，另一個(gè)是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)與其他水處理技術(shù)相結(jié)合，提高出水質(zhì)量。

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