超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用

肖建萍

（山西省太原市西山環(huán)保綠化分公司 山西太原 030200）

1 超濾、超濾膜與超濾膜技術(shù)

1.1 超濾

相對(duì)于微濾和納濾來說，超濾的原理相對(duì)比較簡(jiǎn)單，具體來說就是通過一定的壓力來促使小分子溶質(zhì)和溶劑從相應(yīng)的薄膜中穿透，這種薄膜需要保持科學(xué)合理的孔徑，那么大分子溶質(zhì)就無(wú)法穿透薄膜，從而被分離到膜的另一邊，這樣就能達(dá)到純化大分子物質(zhì)的目的。在具體的水處理過程中，由于存在著壓力推動(dòng)作用力，水溶液就會(huì)從膜的表面流經(jīng)，那么就會(huì)形成凈化液即濾清液，它是由小于膜孔的溶劑（水）和小分子溶質(zhì)透水膜所組成，同時(shí)也會(huì)形成濃縮液，它是由隨水流排出的比膜孔大的溶質(zhì)和溶質(zhì)集團(tuán)所組成。超濾這一過程具有一定的動(dòng)態(tài)性，處于流動(dòng)的狀態(tài)下，分離作業(yè)就比較容易完成，而且在膜表面僅僅會(huì)有少量溶質(zhì)僅沉積，接著超濾的速率會(huì)逐漸衰減并能慢慢達(dá)到平衡狀態(tài)，利用清洗的手段就能使其逐步恢復(fù)。

1.2 超濾膜

超濾膜的孔徑規(guī)格通常都保持一致的狀態(tài)，其中額定孔徑范圍小于0.01μm的過濾膜被業(yè)界普遍承認(rèn)為超濾膜，超濾膜的運(yùn)用原理也比較簡(jiǎn)單，當(dāng)施加相應(yīng)的壓力在膜的一側(cè)后，小于膜的孔徑的溶質(zhì)分子就可以被篩出，那么分離分子量大于500道爾頓（原子質(zhì)量單位）、粒徑大于10nm的顆粒的目標(biāo)就容易實(shí)現(xiàn)了。作為重要的高分子分離膜之一，超濾膜在20世紀(jì)60年代就在工業(yè)中開始運(yùn)用，其結(jié)構(gòu)分為對(duì)稱結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，而且非對(duì)稱膜在我國(guó)工業(yè)上運(yùn)用最為廣泛，對(duì)稱的超濾膜各向同性，無(wú)皮層，各個(gè)方向上的孔隙相同，常用于深層過濾，非對(duì)稱的超濾膜的表層較致密，底層主要是指狀結(jié)構(gòu)，表層的厚度往往小于或等于為0.1μm，膜上的微孔排列相對(duì)有序，底層厚度處于200～250μm的范圍內(nèi)，常用于表層過濾。

1.3 超濾膜技術(shù)

作為重要的膜分離技術(shù)之一，超濾膜技術(shù)需要通過0.1～0.5MPa的壓力差來獲得相應(yīng)的推動(dòng)力，再憑借多孔膜的攔截特點(diǎn)和物理截留的手段來分離溶液中的大小各異的物質(zhì)顆粒，那么溶液中的不同組分就能得到純?nèi)A和篩分。超濾膜技術(shù)包括三種操作模式：①單段間歇操作，這種操作模式常常會(huì)運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模間歇生產(chǎn)產(chǎn)品的處理過程中；②單段連續(xù)操作，這種操作模式的滲透量與節(jié)流率相對(duì)單段間歇操作來說比較低，它的主要特征就是在接近濃縮液的濃度下進(jìn)行超濾作業(yè)；③多段連續(xù)操作，不同段的循環(huán)液的濃度將逐漸提升，到了最后一段再將濃縮液引出，這種操作模式常常會(huì)用在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)過程中。相對(duì)于傳統(tǒng)的分離技術(shù)，超濾膜技術(shù)有著眾多優(yōu)點(diǎn)，首先在常溫下進(jìn)行超濾的低能耗、無(wú)化學(xué)試劑污染的特點(diǎn)符合節(jié)能環(huán)保的理念，其次超濾膜技術(shù)的分離效率相對(duì)來說比較高，在超濾過程中，我們可以對(duì)污水中的微量成分進(jìn)行回收，最后超濾膜技術(shù)的使用是以壓力為分離的動(dòng)力，所需要的分離裝置相對(duì)比較簡(jiǎn)單，流程也相對(duì)較短，工作人員比較容易控制并維護(hù)整個(gè)超濾膜技術(shù)的使用過程。

2 超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用情況

2.1 利用超濾膜技術(shù)處理礦井水

在采礦過程中采礦作業(yè)的進(jìn)行容易打破巖層水的穩(wěn)定狀態(tài)，涌入地下采礦區(qū)域的礦井水在各種反應(yīng)中呈現(xiàn)出酸性或堿性，若是礦井水未經(jīng)過處理就進(jìn)入環(huán)境，那么周圍的水體、土地和人們所處的生態(tài)環(huán)境就會(huì)受到負(fù)面影響，水質(zhì)條件將會(huì)惡化，農(nóng)作物也可能會(huì)受到生長(zhǎng)的阻礙，人們的身體健康也容易受到威脅，那么對(duì)礦井水進(jìn)行處理就是十分有必要的，超濾膜技術(shù)在處理礦井水方面就起到了重要的作用，通過對(duì)我國(guó)礦井水實(shí)際處理過程進(jìn)行考察，我們發(fā)現(xiàn)通常在處理礦井水時(shí)，需要混凝技術(shù)和超濾膜技術(shù)聯(lián)合使用，首先為了盡可能的降低懸浮物質(zhì)對(duì)超濾膜表層造成的污染同時(shí)放慢的衰減速率，工作人員在處理礦井水時(shí)應(yīng)對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理，這樣就能盡可能的將超濾膜的使用壽命進(jìn)行延長(zhǎng)；考慮到壓力對(duì)驅(qū)動(dòng)水透過超濾膜的重要作用，在進(jìn)行礦井水的處理使我我們就要把握好這一控制因素，通常工作人員會(huì)通過氮?dú)鈦韺?duì)超濾膜進(jìn)行施壓，眾多實(shí)驗(yàn)也證明在0.1MPa的壓力下，超濾膜技術(shù)的作用效果會(huì)比較好；技術(shù)人員還應(yīng)對(duì)被污染的超濾膜進(jìn)行物理清洗和化學(xué)清洗，減少膜表面濾餅層顆粒物質(zhì)和毛孔內(nèi)部的物質(zhì)，充分發(fā)揮堿洗的作用來去除顆粒物，恢復(fù)膜通量。

2.2 利用超濾膜技術(shù)處理造紙污水

造紙污水在我國(guó)污水排放量中占據(jù)了相當(dāng)大的比重，由造紙所帶來的污水處理工作也具有一定的復(fù)雜性，超濾膜技術(shù)在處理造紙污水方面的應(yīng)用是十分有必要的，造紙所產(chǎn)生的污水中通常會(huì)有眾多有害物質(zhì)，若是沒有對(duì)其進(jìn)行凈化處理就將其直接排放進(jìn)自然環(huán)境中，那么生態(tài)環(huán)境就會(huì)被破壞，我們可以利用超濾膜技術(shù)來處理造紙廢水中所存在著大量木素和漿液，憑借超濾膜技術(shù)自身的過濾特征來將廢水中的污染物質(zhì)分離開來，分離出木素還可以用于造紙企業(yè)的后期生產(chǎn)作業(yè)，這樣我們就不僅利用了超濾膜技術(shù)回收有效資源，還過濾了污染顆粒，最大程度上消除了造紙廢水所帶來的污染，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

2.3 利用超濾膜技術(shù)處理電鍍企業(yè)污水

我國(guó)電鍍企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程中所需的用水量較大，同時(shí)也容易帶來大量的生產(chǎn)廢水，廢水中所含的各種金屬離子容易對(duì)周邊的水資源造成巨大污染，那么電鍍企業(yè)就應(yīng)該利用超濾膜技術(shù)進(jìn)行水處理，盡可能降低電鍍廢水帶來的污染效應(yīng)，在具體的處理過程中電鍍企業(yè)通常會(huì)將反滲透技術(shù)和超濾膜技術(shù)聯(lián)合使用，這樣就能過濾廢水中的硝酸鹽和有機(jī)碳等各種無(wú)機(jī)物，在新時(shí)期電鍍企業(yè)要想尋求更長(zhǎng)久的發(fā)展，就應(yīng)充分運(yùn)用好超濾膜技術(shù)處理自身所帶來的工業(yè)廢水，響應(yīng)國(guó)家的環(huán)保政策。

3 結(jié)束語(yǔ)

水與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，水資源又是具有一定稀缺性的，節(jié)約用水、保護(hù)水資源對(duì)社會(huì)的發(fā)展有著重要意義，而進(jìn)入新時(shí)代保護(hù)水資源同樣是我國(guó)環(huán)保工作的重點(diǎn)內(nèi)容之一，大量的污染對(duì)我國(guó)水資源造成了一定的負(fù)面影響，這就需要我們利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來對(duì)污水進(jìn)行處理以加強(qiáng)我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作，超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理中就發(fā)揮了巨大的作用，它是一種全新的水處理技術(shù)，我們應(yīng)逐漸加強(qiáng)該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)環(huán)境工程水處理中的應(yīng)用，充分發(fā)揮其在污水處理方面的效果并推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)走向成熟。